在不阻礙界面電荷傳輸?shù)那疤嵯?，?duì)寬帶隙鈣鈦礦/C??界面的缺陷進(jìn)行鈍化，是提升鈣鈦礦/硅疊層太陽(yáng)能電池（TSCs）效率的有效策略。本篇文章中，華僑大學(xué)發(fā)光材料與信息顯示研究院 魏展畫教授團(tuán)隊(duì)深入研究了具有精細(xì)調(diào)控結(jié)合力和酸度的苯衍生物配體對(duì)寬帶隙鈣鈦礦性能的影響，旨在實(shí)現(xiàn)高性能的鈣鈦礦/硅疊層太陽(yáng)能電池。

具體而言，他們首先利用不同的官能團(tuán)（-PO?H?、-COOH和-NH?）來(lái)調(diào)節(jié)酸度/堿度和結(jié)合力。這些官能團(tuán)的選擇對(duì)于初步確定配體的性質(zhì)至關(guān)重要。隨后，通過(guò)調(diào)整苯環(huán)與官能團(tuán)之間的鏈長(zhǎng)，進(jìn)一步對(duì)配體的結(jié)合力和酸度進(jìn)行精細(xì)調(diào)控。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，強(qiáng)結(jié)合力對(duì)于有效抑制電壓損失（即減少因界面缺陷導(dǎo)致的電能損失）具有關(guān)鍵作用。然而，常用的芐基膦酸（BPPA）雖然能提供牢固的表面結(jié)合，但其過(guò)強(qiáng)的酸度會(huì)腐蝕鈣鈦礦表面，引發(fā)鹵素空位缺陷，并導(dǎo)致顯著的滯后現(xiàn)象。

為了克服BPPA的這一缺陷，他們對(duì)BPPA進(jìn)行了改性處理。將BPPA的側(cè)鏈長(zhǎng)度延長(zhǎng)為（2-phenylethyl）膦酸后，不僅能獲得合適的酸解離常數(shù)（pKa），從而避免酸蝕作用，還能實(shí)現(xiàn)與鈣鈦礦表面的牢固錨定。此外，這種改性配體以平行吸附取向吸附在鈣鈦礦表面，有助于降低界面處的電荷傳輸壁壘。

這些特性使得鈣鈦礦表面能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)吸附表面終止（SAST），同時(shí)有效防止酸蝕。因此，采用SAST策略的鈣鈦礦/硅疊層太陽(yáng)能電池在無(wú)滯后現(xiàn)象的情況下，實(shí)現(xiàn)了認(rèn)證效率為31.72%，同時(shí)實(shí)驗(yàn)室*高效率達(dá)到了32.13%。這一結(jié)果充分證明了SAST策略在提升鈣鈦礦/硅疊層太陽(yáng)能電池性能方面的有效性和潛力。

Modulating Binding Strength and Acidity of Benzene-Derivative Ligands Enables Efficient and Hysteresis-Free Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells

Liu Yang, Shibo Wang, Ninggui Ma, Wei Shi, Zheng Fang, Yongbin Jin, Enlong Hou, Peng Xu, Fengxian Cao, Wenhao Li, Kun Gao, Yao Li, Dinxin Cao, Shaofei Yang, Cao Yu, Li-Qiang Xie, Xinbo Yang, Zhanhua Wei

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202500350

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