近日，我校材料与化学化工学部李永舫院士团队李耀文教授课题组及其合作者在《自然·能源》（Nature Energy）上发表研究论文“Suppression of phase segregation in wide-bandgap perovskites with thiocyanate ions for perovskite/organic tandems with 25.06 % efficiency”。

该论文解决了宽带隙钙钛矿光致卤素迁移与相分离的问题，获得高效（纪录认证效率为25.06%）、光稳定的钙钛矿/有机叠层太阳能电池。论文以太阳集团tyc4633为第一及通讯署名单位发表。第一作者为我校硕士研究生张植朝，通讯作者为李耀文教授、陈炜杰副教授以及德国埃尔朗根-纽伦堡大学的Christoph J. Brabec教授。

钙钛矿/有机叠层太阳能电池既可以利用顶底电池之间的光吸收互补特性提高对太阳光的利用和电池效率，还可以借助宽带隙钙钛矿紫外光过滤性，避免有机活性层受到紫外光辐照，从而提升叠层电池寿命。然而，顶电池中混合卤素宽带隙钙钛矿在光照下会发生卤素离子迁移和相分离，由此引起的能量损失严重限制了钙钛矿/有机叠层电池性能的提升。

为解决上述问题，课题组通过构筑I/Br/SCN拟三卤素合金钙钛矿，通过结晶动力学调控对宽带隙钙钛矿的宏观薄膜形貌、微观晶格组分以及器件光伏性能进行链条式研究，有效阻断了离子迁移途径，全面抑制卤素离子在晶格和薄膜中的迁移与相分离。宽带隙钙钛矿太阳能电池的能量损失显著降低，并获得了世界纪录认证效率（25.06%）的钙钛矿/有机叠层太阳能电池，加速推动了钙钛矿/有机叠层太阳能电池的产业化进程。

图：拟卤素调控结晶、抑制离子迁移与相分离过程及有机/钙钛矿叠层电池性能

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41560-024-01491-0