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第一作者:::江炀、、、胡明钰、、、殷志文、、、徐月宇(共同第一作者)
通讯作者:::李蔚、、、Mathias Uller Rothmann、、、周圆圆、、、杨世和
通讯单元:::万币钱包、、、武汉理工大学、、、香港科技大学、、、北京大学
钻研简介:::
近日,万币钱包钻研团队在全钙钛矿叠层太阳能电池领域获得重要进展。团队萦绕窄带隙锡铅(Sn-Pb)钙钛矿中Sn2+易氧化这一关键科学难题,系统揭示了资料内部晶体结构演变与器件机能衰减之间的内涵联系,并提出了提升器件效能与运行不变性的有效调控战术。有关成就颁发于能源领域国际顶级学术期刊Joule。
Joule是国际驰名的能源领域顶级学术期刊,是Cell期刊系统的重要姊妹刊之一。该期刊聚焦能源科学与技术领域的前沿钻研,致力于颁发在能源获取、、、转换、、、存储及可持续能源系统等方面拥有重大突破性和宽泛影响力的高水平科研成就。期刊强调跨学科能源钻研,涵盖资料科学、、、化学、、、物理、、、工程及能源系统等多个领域。在能源与可持续发展钻研领域,Joule拥有重要学术影响力。凭据最新期刊指标,该期刊2026年影响因子为35.4,Cite Score排名1/78,中国科学院分区为1区TOP,是全球能源科学领域最具影响力的学术期刊之一。
全钙钛矿叠层太阳能电池兼具高光电转换效能和优良热不变性,被以为是下一代高机能光伏技术的重要方向。然而,作为主题吸光资料的窄带隙锡铅钙钛矿持久面对Sn2+易氧化的问题。以Cs(Sn, Pb)I3为代表的系统中,Sn2+一旦产生氧化,不仅会导致资料成分变动和晶相退化,还会进一步限度器件的开路电压和持久运行不变性。因而,说明Sn2+氧化的本征诱因,是推动该类器件进一步发展的关键。针对这一问题,钻研团队系统钻研了Cs(Sn, Pb)I3中晶体演化与Sn2+氧化行为之间的关系,发现晶格畸变是诱发Sn2+氧化和相分离的重要结组成分,并会进一步推进边共享八面体区域、、、反相界等缺点的形成。这一了局批注Sn2+的不不变性并不只是外部环境作用的了局,也与资料内部结构失稳亲昵有关;诖,钻研团队利用超低剂量扫描透射电子显微镜,对Cs(Sn, Pb)I3薄膜中的关键缺点进行了直接表征,成功可视化了边共享八面体区域和反相界等典型结构缺点,并成立了这些缺点与Sn2+氧化蹊径之间的直接联系,从原子尺度揭示了晶格畸变诱导Sn2+氧化的微观机制。在此基础上,钻研团队提出引入二甲基铵阳离子(DMA+),以不变四方相钙钛矿结构、、、降低晶格畸变并克制Sn2+氧化。钻研批注,DMA的引入可能有效提高Cs(Sn, Pb)I3的结构对称性和相不变性,进而改善薄膜质量和器件机能;诟叨猿菩运姆较郉MA0.30-Cs(Sn, Pb)I3薄膜制备的钙钛矿太阳能电池获得了17.24%的最高光电转换效能。进一步与带隙为1.92eV的宽禁带CsPbI2Br顶电池集成后,构建的两端全钙钛矿叠层太阳能电池实现了21.10%的光电转换效能。该钻研从资料本征演变的角度阐了然锡铅钙钛矿中Sn2+不不变性的结构本原,提出了通过调控晶格对称性和相不变性克制Sn2+氧化的新思路,为高效不变全钙钛矿叠层太阳能电池的设计与构筑提供了重要理论凭据和技术蹊径。

文章链接:::
Jiang, Y., Hu, M., Yin, Z.-W. et al. Octahedral distortion-induced defect formation leads to Sn(II) oxidation in perovskite tandem solar cells. Joule 10, 102495 (2026). https://doi.org/10.1016/j.joule.2026.102495