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尽管钙钛矿太阳能电池（PSCs）的功率转换效率（PCE）有所提高，但由于离子迁移和相分离导致的稳定性问题仍然是关键关注点。鉴于钙钛矿的离子晶体特性，使用多价阳离子应该能够有效抑制离子迁移。然而，多价金属阳离子会产生深能级陷阱态，从而降低器件效率。因此，一种能够最小化间隙缺陷的多价阳离子替换策略是理想的。本文浙江大学薛晶晶和西湖大学王睿等人提出了一种二价阳离子替换策略，可以缓解离子迁移并限制相分离。我们展示了用亚甲基二氨离子（MDA2+）替换钙钛矿晶格中的A位阳离子，显著抑制了宽禁带钙钛矿中的上述问题。这主要是因为MDA2+的二价状态与无机框架产生强烈相互作用，减少了卤素离子的迁移性和缺陷的形成。因此，所制备的PSCs的稳定性和效率得到了显著提高。我们展示了一个单结PSC的冠军PCE为23.20%（认证值22.71%），其带隙在1.67 eV和1.68 eV之间。此外，获得了机械叠层钙钛矿/Cu（In,Ga）Se2串联器件的PCE为30.13%，透明钙钛矿器件的PCE为21.88%。最后，我们获得了柔性单片钙钛矿/Cu（In,Ga）Se2串联电池的稳态PCE为23.28%（认证值22.79%）。Tian, L., Bi, E., Yavuz, I. et al. Divalent cation replacement strategy stabilizes wide-bandgap perovskite for Cu(In,Ga)Se2 tandem solar cells. Nat. Photon. (2025).
https://doi.org/10.1038/s41566-025-01618-z
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