Nature！两篇同发！尚柔新能源李永舫院士团队发布重磅科研成果！

借鉴商业化硅太阳能电池的经验，最先进的稳定性测试协议（ISOS协议）已经得到广泛应用。尽管太阳能电池在实际使用中经历昼夜循环，大多数加速老化测试采用ISOS-L或ISOS-LC协议来预测寿命。然而，对于钙钛矿太阳能电池（pero-SC），连续照明下的传统硅协议可能低估了其寿命，因为钙钛矿中的离子缺陷在昼夜循环下会导致“疲劳”现象，并在休息后恢复性能。此外，钙钛矿的软晶格结构使得昼夜循环中的温度变化引起晶格膨胀和收缩，影响性能，而之前的研究大多忽略了温度变化的影响。最新研究显示，经过两年跟踪，昼夜循环模式下的pero-SC稳定性与连续照明模式相比有显著差异。因此，迫切需要开发更好的方法来理解自然循环和连续照明模式对电池寿命的不同影响。

在此，苏州大学李永舫院士、李耀文教授、张晓宏教授联合瑞典林雪平大学高峰教授共同对钙钛矿太阳能电池在连续光照和自然昼夜循环模式（循环模式）下的降解进行了比较，发现循环模式下的降解速度更快。这是由于温度波动引起的晶格体积变化，导致循环晶格应变的累积，而连续模式逐步释放应变。循环模式中的晶格应变会加速深陷阱的形成，进而加速器件退化。为解决这一问题，作者设计了一种与Pb²⁺离子强配位的苯基硒化合物，优化了晶体结构并锚定晶界，最终实现了26.3%的认证光电转换效率。更重要的是，在循环模式下，经过优化的器件T80寿命延长了10倍，接近连续模式的值。这表明，通过调节晶格应变可以显著延长在自然循环条件下的器件寿命。研究还强调了为钙钛矿电池制定更符合实际工作条件的加速老化测试协议的重要性，为其商业化奠定了基础。相关成果以“Strain regulation retards natural operation decay of perovskite solar cells”为题发表在《Nature》上，第一作者为Yunxiu Shen, Tiankai Zhang和 Guiying Xu为共同一作。

Nature原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-08161-x

以下内容转自公众号：高分子科学前沿

近年来，钙钛矿被广泛用于串联单片串联太阳能电池(TSC)，以克服单结太阳能电池的Shockley-Queisser极限。钙钛矿/有机TSC由宽带隙(WBG)钙钛矿太阳能电池(pero-SC)作为前电池和窄带隙有机太阳能电池(OSC)作为后电池组成，由于其良好的稳定性和潜在的高功率转换效率(PCE)，最近引起了人们的关注。然而，WBG钙钛矿SC通常比普通钙钛矿SC表现出更高的电压损耗，这限制了TSC的性能。其中一个主要障碍来自钙钛矿/C60界面处的界面复合，开发有效的表面钝化策略以追求更高的钙钛矿/有机TSCPCE非常重要。

鉴于此，中科院化学所李永舫院士、孟磊教授与德国波茨坦大学Felix Lang教授联合开发了一种新的表面钝化剂环己烷-1,4-二碘化二铵（CyDAI2），它天然含有两种异构体结构，铵基团位于己烷环的同一侧或相对侧（分别表示为顺式-CyDAI2和反式-CyDAI2），两种异构体表现出完全不同的表面相互作用行为。cis-CyDAI2钝化处理降低了带隙为1.88eV的WBG钙钛矿的准费米能级分裂(QFLS)-开路电压(Voc)失配，并将其Voc提高到1.36V。结合cis-CyDAI2处理的钙钛矿和窄带隙为1.24eV的有机活性层，构建的单片钙钛矿/有机TSC的PCE为26.4%（认证为25.7%）。相关研究成果以题为“Isomeric diammonium passivation for perovskite–organic tandem solar cells”发表在最新一期《Nature》上。

Nature原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08160-y