2026年7月12日,谢海兵课题组联合加泰罗尼亚理工大学(Universitat Politecnica de Catalunya)Edgardo Saucedo课题组于ACS Photonics刊发了标题为“双添加剂协同钝化实现高效稳定宽带隙钙钛矿及钙钛矿/CZTSSe叠层电池”的研究论文。博士后Prabakaran Selvaraj为共同第一作者(排名第一),谢海兵助理教授为共同通讯作者(排名最后),深圳大学为第一完成单位。
宽带隙(1.65–1.7 eV)倒置钙钛矿太阳能电池(WBG PSCs)是构建钙钛矿基叠层太阳能电池(TSCs)顶电池的关键组件,对实现新一代超高效光伏器件具有重要意义。当前WBG PSCs面临的主要挑战包括相稳定性不足及体相与界面处的非辐射复合损失。针对上述问题,本研究开发了一种双添加剂协同策略,利用(氨基甲基)膦酸(AMP)与4-氯苯磺酸(4Cl-BZS)等功能分子,同步提升晶体质量并钝化WBG PSCs的界面缺陷。具体而言,AMP主要富集于钙钛矿底界面,有效降低空穴陷阱密度并优化空穴传输层/钙钛矿界面的能带匹配;而4Cl-BZS倾向于分布在钙钛矿薄膜表面,通过钝化未配位的Pb²⁺离子,减少钙钛矿/C₆₀界面的电子陷阱密度。得益于这种对体相及界面缺陷的全面钝化作用,WBG PSCs实现了23.05%的最高光电转换效率。器件在连续1个太阳光照下进行最大功率点追踪800小时后,或在氮气氛围下经85℃热老化1300小时后,仍能保持初始效率的80%。此外,基于该双添加剂策略构建的四端(4-T)钙钛矿/CZTSSe叠层太阳能电池获得了24.43 %的创纪录的效率。本工作为通过双添加剂策略实现全面缺陷钝化、推动高效稳定WBG PSCs及钙钛矿基叠层器件的发展提供了重要启示。
该研究得到了深圳市鹏城孔雀计划启动基金和深圳大学高水平大学二期建设启动基金(QNJS-20220129)的资助。
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.6c00963

图1. 双添加剂协同钝化实现高效稳定宽带隙钙钛矿及创纪录效率钙钛矿/CZTSSe叠层电池