宁波材料所刘畅&葛子义最新EES：解耦全钙钛矿串联叠层太阳能电池中锡铅钙钛矿的光和氧诱导降解机制

全钙钛矿串联叠层太阳能电池的效率主要受到锡铅混合钙钛矿子电池内缺陷和稳定性挑战的限制。除了已充分研究的氧氧化之外，与碘化物相关的缺陷以及光照后随之产生的I2也会带来严重的降解风险，导致Sn2+→Sn4+氧化。鉴于此，2024年8月2日宁波材料所刘畅&葛子义于EES刊发解耦全钙钛矿串联叠层太阳能电池中锡铅钙钛矿的光和氧诱导降解机制的研究成果，筛选了不同极性的苯肼阳离子 (PEH+) 基添加剂，这些添加剂与Sn强配位以增强Sn-I键，并与带负电的缺陷(VSn、VFA、ISn 和Ii-)发生静电相互作用。协同效应抑制了光诱导的I2 形成和随后的锡铅混合钙钛矿氧化，从而解决了窄带隙钙钛矿太阳能电池 在运行条件下的稳定性问题。进一步在前驱体溶液中引入还原剂2-巯基苯并咪唑(MBI)，不仅表现出强的抗氧侵蚀能力，而且还降低了Sn-Pb钙钛矿的深能级缺陷密度，使单结Sn-Pb电池达到了23.0%的冠军效率。通过跟踪最大功率点(MPP)评估，增强的光稳定性使这些电池在连续运行400小时后仍能保持初始效率的89.4%。进一步将Sn-Pb钙钛矿集成到两端(2T)单片全钙钛矿串联叠层电池中，实现了27.9%的效率(认证值为27.2%)。同时，通过MPP跟踪，封装的串联叠层器件在300小时后仍保持了其初始效率的90.3%。这项工作为解决与光触发氧化相关的稳定性问题提供了新思路。