选择性延迟结晶策略实现宽禁带钙钛矿初始均相分布助力大面积钙钛矿/有机叠层太阳能电池

研究人员针对宽禁带(WBG)钙钛矿在光照下易发生相分离的问题，创新性地提出选择性延迟结晶策略。通过引入功能性试剂3-氨基-5-氟苯甲酰胺(AFBA)，调控溴化物与碘化物的结晶动力学，实现初始均匀的卤化物分布。该策略使1 cm2 WBG钙钛矿前电池效率达18.61%，与有机子电池组成的叠层器件(TSC)效率突破25.21%，且器件性能在0.062-2.000 cm2范围内表现出弱尺寸依赖性，T90寿命延长至1500小时。该研究为开发稳定高效的大面积钙钛矿光伏器件提供了新思路。

　　

在光伏领域，混合卤化物宽禁带(WBG)钙钛矿材料虽在高效钙钛矿/有机叠层太阳能电池(TSC)中展现出潜力，却面临光照诱导相分离的严峻挑战。尤其当初始卤化物相分布不均时，会加速器件在工作应力下的相分离过程，严重影响大面积器件的性能均一性。

最新研究提出了一种精妙的"选择性延迟结晶"策略。研究团队采用3-氨基-5-氟苯甲酰胺(AFBA)作为功能调节剂，其氨基(-NH₂)基团因电子云密度较低，与溴化物(Br)的结合亲和力显著高于碘化物(I)，从而选择性延缓溴化物的快速结晶过程。这种差异化的结晶动力学调控，成功诱导薄膜形成均匀的卤化物空间分布。

实验证实，这种初始均匀的钙钛矿薄膜展现出优异的工作稳定性。基于该策略制备的1 cm² WBG钙钛矿前电池实现了18.61%的转换效率。当与有机子电池集成时，大面积(1 cm²)钙钛矿/有机TSC效率高达25.21%，且在0.062-2.000 cm²的尺寸范围内表现出罕见的弱效率尺寸依赖性。更令人振奋的是，器件T₉₀使用寿命延长至1500小时。

研究团队还创新性地将TSC与电致变色器件串联，通过颜色变化动态监测光伏性能，为未来智能光伏系统的开发提供了重要参考。这项工作不仅解决了WBG钙钛矿相分离的关键科学问题，更为开发稳定高效的大面积钙钛矿光伏器件开辟了新途径。