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相位均匀的混合卤素钙钛矿用于稳定的串联光伏

Nature2026年7月27日 00:00

摘要:在串联光伏中所需的混合卤素宽带隙 (WBG) 钙钛矿在初始薄膜形成时会出现相分离,这是由于富I相和富Br相的不对称成核所致 1-3。已知的均匀化策略会调节 Pb2+ 配位强度 4-6;然而,基于 Pb2+ 的调节作用适用于所有 Pb2+ 中心,并未优先解决 PbBrx 形成速度快于 PbIx 的问题。在这里,我们提出了一种选择性配位原理:通过分子偶极调节施体原子的局部路易斯碱硬度,这种方法限制了 O-供体最外层电子的极化性。更硬的 O-供体优先与更硬的 Pb2+(PbBrx)配位,选择性地延缓富Br成核,并使其与 PbIx 同步。这导致组成均匀的 WBG 薄膜,可以使太阳能电池实现 1.62 eV、1.68 eV 和 1.88 eV 的带隙,每个都实现了增强的光电转换效率(PCE)和延长的稳定性(1500 小时,≥ T90,1 太阳和 65°C)。使用这些 WBG 薄膜和红外活性有机太阳能电池制造的钙钛矿/有机串联电池提供了认证的 27.0%(稳态 26.4%)效率,T91(ISOS-L2 在 65°C)为 1000 小时。这是订阅内容的预览,通过您的机构访问获取访问选项。访问《自然》和其他 54 本《自然》期刊,获取我们的最佳在线访问订阅 Nature+,每 30 天仅需 $32.99,随时取消。订阅此期刊,获取 52 期印刷和在线访问,全年仅 $199.00,每期仅 $3.83。租用或购买此文章,价格因文章类型而异,从 $1.95 到 $39.95,价格可能会根据结账时计算的当地税费而有所不同。附加访问选项:登录了解机构订阅,阅读我们的常见问题,联系客服。作者信息 作者注释:这些作者同等贡献:施鹏举、庄家乐、张大勇、李楚。作者及其隶属单位:美国伊利诺伊州埃文斯顿西北大学化学系,施鹏举、庄家乐、张大勇、李楚、斯特凡·泽伊斯克、金厚、以赛亚·W. 吉利、乌巴伊德·卡齐安加、李聪启、张宇、黄克夫、提拉帕特·伊索蓬潘、江鑫、杨琦、张显福、普罗诺伊·南迪、萨曼莎·A. 莱茨、安东尼奥·法切提、梅尔库里·G. 卡纳兹迪斯、托宾·J. 马克斯、刘程、陈斌、爱德华·H. 萨金特。美国伊利诺伊州埃文斯顿西北大学电气与计算机工程系,施鹏举、李楚、斯特凡·泽伊斯克、金厚、李聪启、张宇、提拉帕特·伊索蓬潘、江鑫、杨琦、张显福、普罗诺伊·南迪、刘程、陈斌、爱德华·H. 萨金特。土耳其伊斯坦布尔马尔马拉大学物理系,伊尔汉·亚武兹。美国乔治亚州亚特兰大乔治亚理工学院材料科学与工程学院,安东尼奥·法切提。美国科罗拉多州博尔德大学材料科学与工程系,凯斯·P. 怀特、基南·怀亚特、迈克尔·F. 托尼。美国科罗拉多州博尔德大学化学与生物工程系,迈克尔·F. 托尼。美国科罗拉多州博尔德大学可再生和可持续能源研究所,迈克尔·F. 托尼。作者:施鹏举、庄家乐、张大勇、李楚、斯特凡·泽伊斯克、金厚、以赛亚·W. 吉利、伊尔汉·亚武兹、乌巴伊德·卡齐安加、李聪启、张宇、黄克夫、提拉帕特·伊索蓬潘、江鑫、杨琦、张显福、普罗诺伊·南迪、萨曼莎·A. 莱茨、安东尼奥·法切提、凯斯·P. 怀特、基南·怀亚特、迈克尔·F. 托尼、梅尔库里·G. 卡纳兹迪斯、托宾·J. 马克斯、刘程、陈斌、爱德华·H. 萨金特。通讯作者:请联系托宾·J. 马克斯、刘程、陈斌或爱德华·H. 萨金特。关于本文:引用本文章:施鹏举、庄家乐、张大勇等。相位均匀的混合卤素钙钛矿用于稳定的串联光伏。《自然》(2026)。https://doi.org/10.1038/s41586-026-10929-2。下载引用:收到:2025 年 12 月 14 日;接受:2026 年 7 月 19 日;发表:2026 年 7 月 27 日;DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-026-10929-2

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