近日，我院有机钙钛矿光伏技术团队在宽带隙钙钛矿光伏研究方面取得新进展：通过应力调控策略实现了高效稳定的宽带隙混合卤素钙钛矿太阳能电池的制备，能力转化效率高达21.72%。相关工作“Strain Regulation of Mixed-Halide Perovskites Enables High-Performance Wide-Bandgap Photovoltaics”以河北大学为第一单位发表在国际顶级期刊《Advanced Materials》（2024，Doi：10.1002/adma.202401103）。硕士研究生李昕昊、李怡凡为论文共同第一作者，何庭伟博士和杨少鹏教授为共同通讯作者。
宽带隙混合卤素钙钛矿材料广泛应用于叠层太阳电池的顶层电池。然而，严重的开路电压(Voc)损失限制了宽带隙钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。MACl辅助结晶策略通常用于制备高性能的宽带隙钙钛矿太阳能电池，但MA阳离子会参与钙钛矿晶体重构，并在后续的MACl挥发过程产生MA空位缺陷，引起严重的晶格畸变和卤素离子迁移。因此，基于MACl辅助结晶的优势，消除MA空位缺陷以缓解钙钛矿晶格应变，是宽带隙钙钛矿体系迫切需要解决的难题之一。
在本工作中，作者将Rb离子引入到MACl辅助结晶的宽带隙钙钛矿体系中。Rb离子在退火阶段可以填补MA挥发引起的阳离子空位，减轻钙钛矿晶体的收缩应变，增加卤离子的迁移势垒，有利于混合卤素钙钛矿相的均匀结晶，进而获得了显著降低的Voc损失，实现了21.72%的能量转换效率。在这项工作中，该团队结合材料设计与结晶动力学调控，成功制备了高效稳定的宽带隙混合卤素钙钛矿太阳能电池器件。该工作为解决MACl挥发诱导的钙钛矿晶格应变问题提出了新策略，为进一步制备更高性能的宽带隙钙钛矿太阳能电池提供了新思路。
以上工作得到了河北大学高层次引进人才项目和光伏技术省部共建协同创新中心的资助，以及河北大学物理学院公共测试中心的大力支持。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202401103
