双面全织构（3–5 μm）钙钛矿 / 硅叠层太阳能电池（PS-TSCs）光管理性能优异、制备成本低廉，是叠层光伏极具前景的技术路线，但器件运行稳定性缺陷制约其商业化推广，根源在于宽带隙钙钛矿顶电池内部的离子迁移。针对该问题，南开大学张晓丹、隆基绿能科技股份有限公司 Bo He、Yongcai He 及香港理工大学殷骏等人提出 B 位阳离子合金化改性策略，通过引入 Sr²⁺开展局域晶格调控，改善宽带隙钙钛矿的本征稳定性。
相较于 Pb²⁺，Sr²⁺电负性与极化率更低，掺杂后可强化金属 - 卤化物键合网络，构建刚性更高、有序度更好的八面体骨架，减弱电子 - 声子耦合。结合实验表征与理论计算可知，Sr²⁺掺杂能够实现晶格强化、抑制八面体畸变，提高离子迁移活化能，大幅提升薄膜在光照与高温热应力下的稳定性；同时高刚性晶格可缓解温度波动引发的带隙漂移，保障叠层电池在实际变温环境中稳定维持电流匹配。
采用 Sr/Pb 合金化改性制备的全织构钙钛矿 / 硅叠层电池最高光电转换效率达 31.66%。封装器件在空气环境下进行 1391 h 最大功率点（MPP）持续追踪测试后，仍保有 93% 初始效率，整体衰减不足 7%，推算标准 1 倍太阳光辐照下 T80 寿命约 6785 h；在氮气氛围 65 ℃条件下高温老化 1100 h，器件效率仍维持初始值 90%，T90 寿命超过 1100 h。
该研究从原子尺度阐明 B 位阳离子合金化实现晶格硬化的内在机制，为开发具备商业化应用价值的钙钛矿 / 硅叠层电池提供了可行的材料设计思路。
文献信息
Sr/Pb Alloying Stabilizes Wide-Bandgap Perovskites for Durable Fully-Textured Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells
Pengfei Liu, Xiaoyong Wu, Shuyi Lin, Minghao Shi, Yusheng Li, Biao Shi, Zetong Sunli, Xianzhao Wang, Yuan Luo, Ying Liu, Rui Kong, Guanlan Chen, Zhi Zhang, Pengcheng Du, Yongcai He, Shengzhi Xu, Xiaona Du, Jun Yin, Bo He, Shibin Deng, Xuewen Fu, Ying Zhao, Xiaodan Zhang
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.71317
