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0 近日，华南理工大学严克友教授团队在钙钛矿太阳能电池领域取得了重大突破，成功制备了全球首个2端全无机钙钛矿叠层电池，并发表了题为“Durable all Inorganic perovskite tandem photovoltaics”的研究成果于Nature期刊上。
针对钙钛矿电池光热稳定性差的行业难题，严克友教授团队采用了绿色配体演变策略，成功调控了全无机窄带隙钙钛矿薄膜的成核结晶过程。通过这一创新方法，团队不仅解决了锡离子诱导的薄膜形貌差和深陷阱态问题，还实现了无机窄带隙钙钛矿太阳能电池效率的大幅提升。
具体而言，团队利用对甲苯磺酰肼的配体演变策略，制备了带隙为1.31 eV的无机窄带隙CsPb0.4Sn0.6I3钙钛矿太阳能电池。这一策略在低温处理阶段调控了钙钛矿薄膜的结晶过程，同时在高温处理时将薄膜中的Sn4+还原成Sn2+，减少了深能级陷阱态。此外，对甲苯磺酰肼的生成产物对甲苯磺酸又作为新的配体，钝化了钙钛矿薄膜的缺陷态。这一系列创新举措使得CsPb0.4Sn0.6I3钙钛矿太阳能电池的效率达到了17.41%的破纪录水平。
在此基础上，团队结合带隙为1.92 eV的CsPbI2Br顶电池，成功构建了效率为22.57%(认证为21.92%)的2端全无机钙钛矿叠层太阳能电池。这一成果不仅打破了钙钛矿太阳能电池的效率瓶颈，还解决了光热稳定性差的问题，为钙钛矿太阳能电池的商业化应用奠定了坚实基础。
此次研究得到了海外高层次人才计划、国家自然科学基金、广东省创新创业团队及青年拔尖人才计划、兴华人才计划等多项基金的的大力支持。论文第一作者为段程皓博士，严克友教授为唯一通讯作者，华南理工大学为第一完成单位。此外，德国Christoph J. Brabec教授、瑞典林雪平大学高峰和王锋教授、香港中文大学路新慧教授以及国家纳米中心丁黎明研究员等也参与了此次研究。
未来，严克友教授团队将继续针对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减少复合层连接时的电压损耗等问题开展进一步的研究，以期降本增效，推动钙钛矿太阳能电池技术的持续进步。
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