全钙钛矿叠层太阳能电池凭借原料成本低廉、带隙灵活可调以及易于实现柔性化制备等独特优势，被公认为突破传统单结太阳能电池效率瓶颈、推动光伏技术迈向下一代的重要路径。然而，全钙钛矿叠层光伏器件中的窄带隙铅锡（Pb-Sn）钙钛矿子电池长期面临结晶不可控和界面质量差两大瓶颈，严重制约了叠层器件的整体性能。

近日，柔性电子全国重点实验室黄维院士团队在钙钛矿叠层光伏领域取得重大进展。团队创新性的提出了一种“三合一”界面修饰策略，该策略不仅将单结Pb-Sn电池效率提升至24.07%，且全钙钛矿叠层太阳能电池效率实现30.07%（第三方认证29.22%），并展现出卓越的工作稳定性。相关成果以“2D perovskite as three-in-one interface modifier for efficient Pb-Sn perovskite solar cells and all-perovskite tandems”为题发表于Cell旗下能源类子刊Joule上。

研究团队开发二维钙钛矿PEA₂PbI₄单晶作为“三合一”界面修饰剂，同时实现了Pb-Sn钙钛矿薄膜的结晶调控、埋底种子诱导和表面钝化三重功能。研究表明，通过结晶调控，PEA₂PbI₄有效降低了Pb-Sn钙钛矿的形成能垒，促进均匀成核与快速生长；作为埋底种子，其诱导晶体垂直取向生长，显著降低界面缺陷密度并释放残余应力，实现高效的电荷提取；作为表面钝化层，则有效修复顶部界面缺陷，优化能级排列，进一步抑制非辐射复合损失。这种协同作用使得Pb-Sn薄膜质量得到全面提升，界面载流子传输与收集效率大幅增强。基于该策略的Pb-Sn钙钛矿太阳能电池实现了24.07%的光电转换效率，且在ISOS-L-1标准测试条件下连续运行超过2000小时仍保持90%以上的初始效率。更重要的是，构建的两端全钙钛矿叠层器件效率突破30%，填充因子高达84.77%，达到国际领先水平。

西北工业大学硕士研究生王泽林、博士研究生赵晓佳、西安交通大学博士生刘锦为论文共同第一作者，柔性电子全国重点实验室黄维院士、冉晨鑫副教授、西安交通大学梁超教授、南京工业大学陈永华教授、西安石油大学高蔚茵副教授为论文通讯作者。该研究工作以西北工业大学为第一完成单位和第一通讯作者单位，得到了国家自然科学基金、陕西省自然科学基金，广东省自然科学基金，深圳市科技计划、中央高校基本科研业务费的资助。

文章链接：https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(26)00205-9

“三合一”界面修饰策略助力高效稳定全钙钛矿叠层光伏