牛津大学Nature：认证29.26%！用于多结光伏发电的钙钛矿前驱体解决方案

摘要：牛津大学胡帅锋&Henry J. Snaith&京都大学Atsushi Wakamiya团队在Nature期刊发表题为“Steering perovskite precursor solutions for multijunction photovoltaic

牛津大学胡帅锋&Henry J. Snaith&京都大学Atsushi Wakamiya团队在Nature期刊发表题为“Steering perovskite precursor solutions for multijunction photovoltaics”的研究论文，胡帅锋为第一作者，胡帅锋& Atsushi Wakamiya & Henry J. Snaith为共同通讯作者。

核心亮点：本文针对锡铅钙钛矿前驱体溶液的化学性质进行了深入研究，成功地制造出了单结、双结和三结钙钛矿太阳能电池，分别实现了23.9%、29.7%和28.7%的PCE（最高认证效率为29.26%）。此外，封装后的三结电池在工作环境下的长期稳定性良好，具有80%的初始效率。

钙钛矿太阳能电池因其高效率和低成本的潜力，成为了光伏领域的研究热点。然而，尽管钙钛矿材料具有优异的光电性能，窄带隙锡铅钙钛矿在薄膜器件中的应用仍面临着一系列挑战，主要包括Sn(II)易氧化为Sn(IV)以及晶化过程难以控制。这些问题限制了钙钛矿太阳能电池的性能提升和稳定性，尤其是在多结串联光伏器件中的应用。因此，如何提高钙钛矿薄膜的质量、均匀性和光电性能成为了当前亟待解决的关键问题。

鉴于此，牛津大学胡帅锋&Henry J. Snaith&京都大学Atsushi Wakamiya团队着重了解锡铅钙钛矿前体溶液的化学性质，研究发现，Sn(II)在与前体和添加剂的相互作用中占主导地位，羧酸对溶液胶体性质和薄膜结晶有独特调节作用，而铵盐则在提高薄膜的光电性能方面发挥了重要作用。通过将这两种功能基团结合，氨基酸盐材料显著改善了钙钛矿薄膜的半导体质量和均匀性，超越了单独使用这些功能基团时的效果。基于这些研究，科学家成功地制造出了单结、双结和三结钙钛矿太阳能电池，分别实现了23.9%、29.7%和28.7%的PCE（最高认证效率为29.26%）。此外，封装后的三结电池在工作环境下的长期稳定性良好，具有80%的初始效率。进一步制造了四结器件，并获得 27.9%的效率，最高开路电压为4.94 V。

该研究为进一步提升锡铅钙钛矿太阳能电池的效率提供了新的思路。