近日，華南理工大學嚴克友教授團隊在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域取得了重大突破，成功制備了全球首個2端全無機鈣鈦礦疊層電池，并發(fā)表了題為“Durable all Inorganic perovskite tandem photovoltaics”的研究成果于Nature期刊上。

針對鈣鈦礦電池光熱穩(wěn)定性差的行業(yè)難題，嚴克友教授團隊采用了綠色配體演變策略，成功調(diào)控了全無機窄帶隙鈣鈦礦薄膜的成核結(jié)晶過程。通過這一創(chuàng)新方法，團隊不僅解決了錫離子誘導(dǎo)的薄膜形貌差和深陷阱態(tài)問題，還實現(xiàn)了無機窄帶隙鈣鈦礦太陽能電池效率的大幅提升。

具體而言，團隊利用對甲苯磺酰肼的配體演變策略，制備了帶隙為1.31 eV的無機窄帶隙CsPb0.4Sn0.6I3鈣鈦礦太陽能電池。這一策略在低溫處理階段調(diào)控了鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶過程，同時在高溫處理時將薄膜中的Sn4+還原成Sn2+，減少了深能級陷阱態(tài)。此外，對甲苯磺酰肼的生成產(chǎn)物對甲苯磺酸又作為新的配體，鈍化了鈣鈦礦薄膜的缺陷態(tài)。這一系列創(chuàng)新舉措使得CsPb0.4Sn0.6I3鈣鈦礦太陽能電池的效率達到了17.41%的破紀錄水平。

在此基礎(chǔ)上，團隊結(jié)合帶隙為1.92 eV的CsPbI2Br頂電池，成功構(gòu)建了效率為22.57%(認證為21.92%)的2端全無機鈣鈦礦疊層太陽能電池。這一成果不僅打破了鈣鈦礦太陽能電池的效率瓶頸，還解決了光熱穩(wěn)定性差的問題，為鈣鈦礦太陽能電池的商業(yè)化應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。

此次研究得到了海外高層次人才計劃、國家自然科學基金、廣東省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊及青年拔尖人才計劃、興華人才計劃等多項基金的的大力支持。論文第一作者為段程皓博士，嚴克友教授為唯一通訊作者，華南理工大學為第一完成單位。此外，德國Christoph J. Brabec教授、瑞典林雪平大學高峰和王鋒教授、香港中文大學路新慧教授以及國家納米中心丁黎明研究員等也參與了此次研究。

未來，嚴克友教授團隊將繼續(xù)針對減少無機寬帶隙子電池的電壓損耗、提高無機窄帶隙子電池的穩(wěn)定性以及減少復(fù)合層連接時的電壓損耗等問題開展進一步的研究，以期降本增效，推動鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)的持續(xù)進步。