镱离子(Yb3+)工程助力1.84 eV宽带隙钙钛矿光伏器件突破19%效率瓶颈

【编辑推荐】针对1.84 eV宽带隙钙钛矿太阳能电池(WBG PSCs)中严重的卤化物相分离问题，研究人员创新性引入三氟甲磺酸镱(Yb(TFSI)3)添加剂。通过Yb3+与卤素离子的强配位作用，同步调控结晶动力学与卤素空间分布，获得效率达19.06%的冠军器件，并在1500小时老化后保持85%初始效率，为高性能宽禁带钙钛矿器件开发提供新策略。

　　

卤化物相分离现象如同潜伏在宽带隙钙钛矿(1.84 eV WBG)中的"隐形杀手"，不仅导致薄膜组分异质性加剧，更会引发器件性能的断崖式下跌。科学家们通过深度剖析发现，在钙钛矿薄膜的表面-底部界面处，溴离子(Br^-)和碘离子(I^-)就像不听话的"舞者"，总是不按剧本走位形成明显的相分离区。

研究团队祭出"镱离子(Yb³⁺)"这个秘密武器——三氟甲磺酸镱(Yb(TFSI)₃)添加剂如同精准的"离子驯兽师"，其强配位能力既能调控晶体生长的"舞蹈节奏"(结晶动力学)，又能让卤素离子们保持整齐的"队形分布"。同步辐射掠入射广角X射线散射(GIWAXS)等深度表征显示，这种处理让钙钛矿薄膜从"杂乱无章的集市"变成了"纪律严明的军团"，结晶度和结构均匀性显著提升。

最终诞生的冠军器件就像加装了"离子稳定器"，不仅突破性地将光电转换效率(PCE)推至19.06%的新高度，在氮气环境(10%相对湿度，25°C)中经历1500小时考验后，仍能保持85%的初始性能，这相当于给钙钛矿光伏器件装上了"长效保鲜膜"。