南工大陳永華Angew：效率達 28.89%！氟化錫均勻分布調控，助力全鈣鈦礦疊層電池再突破

主要內容

氟化錫（SnF?）是錫鉛（Sn–Pb）鈣鈦礦太陽能電池中不可或缺的抗氧化劑，在高效全鈣鈦礦疊層電池結構的研發(fā)中發(fā)揮關鍵作用。然而，過量的氟化錫常面臨團聚問題，這會不可避免地導致鈣鈦礦薄膜內部發(fā)生相分離并產生拉伸應力，嚴重影響器件的效率與穩(wěn)定性。

針對這一難題，南京工業(yè)大學陳永華、Zhelu Hu團隊提出一種精準調控策略，通過引入苯乙基氯化銨（PEACl）來調控過量氟化錫的分布狀態(tài)。苯乙基氯化銨與氟化錫之間的氫鍵作用，結合空間位阻效應，能讓氟化錫在晶界處均勻分散，既有效抑制了氟化錫的相分離，又促進了錫鉛鈣鈦礦的均勻結晶、提升薄膜結晶質量。研究還發(fā)現，這種借助苯乙基氯化銨實現的氟化錫分布精準調控，可有效釋放鈣鈦礦薄膜中的局部應力，破解了過量 SnF?團聚引發(fā)的系列性能瓶頸。

經氟化錫 + 苯乙基氯化銨復合體系處理的單結錫鉛鈣鈦礦電池，展現出 23.52% 的優(yōu)異光電轉換效率（PCE），顯著優(yōu)于對照組器件的 20.83%。團隊優(yōu)化后的兩端（2-T）單片式全鈣鈦礦疊層太陽能電池，光電轉換效率更是達到 28.89% 的優(yōu)異水平。值得注意的是，該疊層器件在 1 個太陽光照下經 670 小時連續(xù)**功率點運行后，仍能保留初始效率的 80% 以上，表現出出色的長期穩(wěn)定性。

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