低帶隙（LBG）錫鉛（Sn-Pb）混合鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）因高缺陷密度導(dǎo)致性能不佳。傳統(tǒng)上，乙二胺二碘化物（EDADI）作為表面鈍化劑用于減少缺陷并提升器件光伏性能，但其會因頂部界面過量游離離子引發(fā)嚴重遲滯效應(yīng)。
本研究四川大學(xué)趙德威、蘇州大學(xué)王長擂、楊陣海和李孝峰等人提出了一種通過使用鹽酸肼（HM）作為體相鈍化劑來錨定LBG鈣鈦礦中游離離子的策略。HM中的質(zhì)子化肼（N?H??）與碘離子（I?）形成氫鍵，而氯離子（Cl?）占據(jù)I?空位，共同阻礙I?遷移，從而緩解EDADI引起的離子遷移遲滯。
HM摻雜與EDADI后處理的協(xié)同策略顯著抑制了Sn2?氧化、降低陷阱密度并延緩鈣鈦礦快速結(jié)晶，最終實現(xiàn)LBG PSCs冠軍效率23.21%。將其與寬帶隙PSCs集成制備的全鈣鈦礦疊層太陽能電池效率高達28.55%（認證效率28.31%），且遲滯效應(yīng)可忽略。
文章亮點總結(jié)
雙策略協(xié)同鈍化：通過HM體相鈍化（氫鍵錨定I? + Cl?填充空位）與EDADI表面鈍化協(xié)同作用，顯著抑制離子遷移，解決傳統(tǒng)EDADI導(dǎo)致的遲滯問題。
高效穩(wěn)定器件：LBG PSCs效率提升至23.21%，全鈣鈦礦疊層電池效率達28.55%，且未封裝器件在700小時運行后仍保持90%初始效率。
結(jié)晶與抗氧化調(diào)控：HM延緩鈣鈦礦結(jié)晶過程并還原Sn2?，降低缺陷密度，同時EDADI優(yōu)化界面質(zhì)量，實現(xiàn)高結(jié)晶度與低氧化態(tài)薄膜。
Liu, Y., Ma, T., Wang, C. et al. Synergistic immobilization of ions in mixed tin-lead and all-perovskite tandem solar cells. Nat Commun 16, 3477 (2025).
https://doi.org/10.1038/s41467-025-58810-6
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