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宁波材料所肖传晓Nat. Commun.：质的飞跃！PHASET助力高效稳定宽带隙PSCs

发表时间：2025-09-02 10:35

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主要内容

中国科学院宁波材料技术与工程研究所肖传晓研究员与西北工业大学李祯教授强强联合，共同率领其科研团队开展前沿研究。他们敏锐地察觉到，宽带隙（WBG）钙钛矿太阳能电池（PSCs）在叠层太阳能电池（TSCs）体系中蕴含着突破肖克利 - 奎塞尔（Shockley–Queisser）极限的巨大潜能。然而，一个棘手的问题横亘在前——该电池在持续光照条件下会发生相分离现象，这一现象如同顽疾，严重制约了其稳定性，成为阻碍其迈向大规模实际应用的关键障碍。

该科研团队凭借**的原位显微表征技术，对光致相分离的动态过程展开了全方位、深层次的探究。研究清晰地揭示出，在初始光照阶段，碘离子会迅速扩散至亚稳态；而随着光照的持续作用，离子不断进行重新分布，相分离的能垒会逐渐攀升，最终形成一种高度稳定、具备强抗相分离能力的状态。受硅基光伏稳定化方法的启迪，团队大胆创新，成功开发出光致均匀化辅助相分离缓解技术（Photo - Homogenization Assisted Segregation Easing Technique，简称PHASET）。此技术**匠心地将光照预处理与2 - ThEABr表面钝化巧妙结合，犹如一把精准的手术刀，有效抑制了卤化物相分离的发生。

得益于PHASET技术的**应用，1.79电子伏特（eV）宽带隙钙钛矿太阳能电池的效率实现了质的飞跃，一举提升至20.23%。更令人惊叹的是，在持续光照1200小时的严苛考验下，该电池仍能保持初始效率的97%，展现出了超乎寻常的稳定性。在此基础上，团队进一步拓展研究，将该电池与1.25电子伏特窄带隙子电池进行集成，成功打造出双端全钙钛矿叠层太阳能电池。这款叠层电池效率惊人，高达28.64%，在**功率点跟踪1200小时后，仍能维持初始性能的77%，性能表现堪称**。

总之，肖传晓研究员和李祯教授带领的科研团队在宽带隙（WBG）钙钛矿材料领域取得了重大突破。他们不仅深入剖析了相分离机制，还创新性地引入PHASET方法，全方位提升了器件的效率和稳定性。团队运用高分辨率原位开尔文探针力显微镜（KPFM），对表面形貌和表面电位进行了高精度的空间分辨成像，生动且直观地呈现了光致相分离及其后续恢复过程的动态变化。通过综合分析能谱仪（EDS）和光致发光（PL）结果，团队精准锁定了碘离子是导致相分离的关键因素，并发现其在光照条件下具有均匀重新分布的显著趋势。基于这一对机制的深刻洞察，团队开发出一种高效的光辅助方法，成功制备出高质量的宽带隙钙钛矿薄膜，实现了20.23%的高效率。据团队所知，这是目前全球范围内性能最为优异的1.79电子伏特（eV）钙钛矿太阳能电池之一。