主要内容

锡铅混合（Sn–Pb）钙钛矿太阳能电池（PSCs）是推动全钙钛矿叠层光伏技术发展的关键，其成功破解了单结器件的效率瓶颈。然而，广泛应用的空穴传输层（HTL）材料聚 (3,4 - 乙烯二氧噻吩)- 聚 (苯乙烯磺酸盐)（PEDOT:PSS）因自身酸性特质与吸湿性，严重制约器件的性能表现与长期稳定性；同时，含锡钙钛矿的快速结晶易导致薄膜缺陷增多，为制备形貌均匀、品质优异的锡铅混合钙钛矿薄膜带来核心挑战。

为攻克上述难题，南京工业大学秦天石、曹久朋教授团队创新性开发了一种多功能一体化添加剂工程策略，将 4 - 磺基邻苯二甲酸三铵盐（SATS）同步引入 PEDOT:PSS 空穴传输层与钙钛矿前驱体溶液中。SATS 展现出精准协同调控效应：一方面显著提升 PEDOT:PSS 的导电性，有效抑制界面非辐射复合，优化电荷传输路径；另一方面凭借与锡离子（Sn²⁺）、铅离子（Pb²⁺）的强配位作用，减缓钙钛矿结晶动力学过程，不仅提升薄膜结晶度与形貌均匀性，更能显著抑制 Sn²⁺氧化，降低陷阱态密度，从根源上改善薄膜质量。

借助这一系列协同优化，优化后的单结 Sn–Pb PSCs 光电转换效率（PCE）达到 23.85% 的*水平，且表现出**的运行稳定性 —— 在连续光照 1000 小时后仍保持初始效率的 85%。更具突破性的是，将该改性 Sn–Pb 钙钛矿器件与 1.77 eV 宽带隙（WBG）子电池精准匹配，构建两端子全钙钛矿叠层电池架构时，器件效率进一步突破至 28.74%。秦天石、曹久朋教授团队的这项研究，通过单一分子添加剂实现了 “电荷传输 - 结晶调控 - 稳定性提升” 的多维度突破，同步解决了 Sn–Pb PSCs 的效率与稳定性双重瓶颈，为全钙钛矿叠层光伏技术的产业化推进提供了关键技术支撑，具有重要的学术价值与应用前景。

文献信息

All-in-One Molecule Regulated Buried Interface and Crystallization of Tin–Lead Perovskite for Efficient All-Perovskite Tandem Solar Cells

Xiaonan Jin, Jiupeng Cao, Shunan Sui, Jiankai Xie, Wenjian Yan, Lingui Han, Jibiao Duan, Meizhu Hu, Huihui Zhang, Fangfang Wang, Jingjin Dong, Aifei Wang, Weihao Yuan, Wei Huang, Tianshi Qin

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202518800

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