在新能源領域，鈣鈦礦太陽能電池因其高效能和低成本備受關注。近日，科研團隊在寬禁帶鈣鈦礦太陽能電池及疊層器件研究方面取得重大突破，為這一領域的發展注入了新的活力。
寬禁帶鈣鈦礦（禁帶寬度大于1.8 eV）是構建鈣鈦礦/有機疊層或多結疊層太陽能電池的理想頂電池材料。這種材料能夠更充分地利用太陽光譜，突破單結電池的效率極限。然而，寬禁帶鈣鈦礦的組分復雜，在結晶過程中容易產生相不均勻性和大量缺陷，導致嚴重的非輻射復合和光照下的相分離問題，極大地限制了其光電性能和長期穩定性。
為了解決這些問題，研究團隊創新性地引入了一種多功能分子添加劑——DL-蛋氨酸甲基锍氯化物。這種添加劑通過其獨特的官能團，協同調控鈣鈦礦的結晶熱力學與缺陷態。實驗和理論計算結果顯示，該添加劑不僅可以優化成核動力學，促進形成均勻致密的高質量薄膜，還能同步鈍化體相與界面缺陷，顯著抑制非輻射復合與相分離。
基于這一策略，研究團隊成功制備出高質量帶隙大于1.8 eV的寬禁帶鈣鈦礦材料薄膜。相應單結太陽能電池的效率提升至20.4%，穩定性也顯著增強。進一步，以此構建的鈣鈦礦/有機疊層電池實現了26.0%（剛性）與22.1%（柔性）的效率突破，展現出在柔性及可穿戴能源領域的巨大應用潛力。
這項研究成果以“Crystallization modulation for wide-bandgap perovskites with universal defect passivation toward efficient perovskite/organic tandem photovoltaics”為題，發表于《Nature Communications》。該研究得到了國家自然科學基金、中央高校基本科研業務費專項資金、廣東珠江人才計劃、廣東省基礎與應用基礎研究基金、材料復合新技術國家重點實驗室（武漢理工大學）開放基金的資助。
