华南理工大学昨日发布消息，在严克友教授的带领下，该校团队针对钙钛矿电池光热稳定性差的问题，采用绿色配体演变策略调控全无机窄带隙钙钛矿薄膜的成核结晶，成功制备了全球首个2端全无机钙钛矿叠层电池。该电池在85℃光热稳定性老化测试中表现良好。
项目的主要参与者包括段程皓博士、严克友教授及多位国际合作者，如德国的Christoph J. Brabec教授和瑞典林雪平大学的高峰、王锋教授等。
提高钙钛矿太阳能电池长期光稳定性和热稳定性的一个有效方法是使用全无机钙钛矿，即用无机阳离子（如Cs+）替代有机阳离子（如甲铵基（MA+）和甲脒（FA+））。这种方法有助于打破效率瓶颈，并解决钙钛矿电池光热稳定性差的问题。然而，由于锡离子导致的较差薄膜形貌和深陷阱态问题，无机窄带隙钙钛矿太阳能电池的效率较低，此前尚未有2端全无机钙钛矿叠层太阳能电池的相关报道。
研究团队通过采用对甲苯磺酰肼作为配体来调控钙钛矿薄膜的结晶过程，实现了低温处理阶段的控制；高温处理时将薄膜中的Sn4+还原为Sn2+以减少深能级陷阱态，同时生成的对甲苯磺酸又能钝化钙钛矿薄膜缺陷。最终，他们成功制备出带隙1.31 eV的无机窄带隙CsPb0.4Sn0.6I3钙钛矿太阳能电池，其效率达到了创纪录的17.41%。结合带隙1.92 eV的CsPbI2Br顶电池，首次构建了效率达22.57%（认证为21.92%）的2端全无机钙钛矿叠层太阳能电池。
这一成果为未来解决有机-无机杂化钙钛矿叠层太阳能电池光热稳定性差的问题提供了新途径。接下来，团队计划进一步研究如何减少无机宽带隙子电池的电压损耗、提高无机窄带隙子电池的稳定性以及降低复合层连接时的电压损耗，从而降低成本并提高整体效率。
