南湖新闻网讯（通讯员 彭英）近日，我校工学院光机电共性技术与装备团队在宽带隙单结及叠层光伏领域取得新进展，相关研究成果以“Synergistic Defect Passivation and Phase Stabilization Enable Highly Efficient Wide-Bandgap Perovskite Solar Cells and Tandems”为题在Nano Energy在线发表。

开发高效、低成本的清洁能源技术，对实现智慧农业与农业碳中和目标至关重要。钙钛矿（尤其是宽带隙钙钛矿太阳能电池）凭借在农业光伏及叠层电池中的巨大应用潜力，备受瞩目。然而，该领域目前面临关键挑战：能量转换效率受显著的开路电压损失制约，这些损失主要源于器件内部钙钛矿材料界面与体相缺陷，以及光照下发生的材料相分离。尽管已有较多研究尝试解决上述问题，但多数方案需“多管齐下”，即通过多种添加剂或复杂策略分别应对缺陷与相分离，始终缺乏一种“一石二鸟”的高效方案：使用单一改性剂同时解决两个关键难题。

我校工学院光机电共性技术与装备团队成功找到破解这一难题的“钥匙”。研究团队提出采用一种新型多功能改性剂4-胍基苄基氨基胍盐酸盐（GBACl）。该改性剂的巧妙之处在于其“从上到下”的全方位钝化策略：通过一次简单的钙钛矿薄膜后处理，这类分子便能像“超级修复剂”一般，同时“修补”钙钛矿薄膜的顶层、内部晶粒及底层界面缺陷，不仅大幅减少导致能量损失的缺陷，还成功“锁住”钙钛矿晶体结构，有效抑制光照条件下的相分离现象，显著提升器件稳定性。

深入研究发现，GBACl可通过精准的化学作用（如路易斯酸碱配位和氢键作用）在多个关键位点协同发力，实现薄膜质量与器件性能的根本性提升。经GBACl改性后，单结宽带隙电池的能量转换效率跃升至21.10%，且具有良好的稳定性——未封装器件在手套箱中存放1000小时后，效率几乎无衰减，这一突破为更高效率叠层电池的研发奠定了基础。

研究团队进一步将该策略拓展应用，成功构建钙钛矿/硅叠层电池与全钙钛矿叠层电池，其能量转换效率分别达到29.67%和28.37%。该项研究不仅显著提升了光伏器件的关键性能（开路电压和填充因子），更标志着钙钛矿光伏技术朝着30%以上光电转换效率的目标迈出了关键一步。

钙钛矿/硅叠层及全钙钛矿叠层光伏器件的结构，光电转换效率及外量子效率图

华中农业大学硕士生彭英为论文第一作者，华中农业大学陈建军教授、雷红伟副教授，武汉纺织大学方国家教授、胡绪志博士为共同通讯作者，华中农业大学谭佐军教授对论文研究提供了指导。该研究得到了国家自然科学基金、湖北省自然科学基金、武汉市自然科学基金和中央高校基本科研业务费项目的支持。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285525009498

审核人：雷红伟