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段程皓博士為本文第一作者，嚴(yán)克友教授為唯一通訊作者，華南理工大學(xué)為第一完成單位，論文合作者包括德國(guó)Christoph J. Brabec教授，瑞典林雪平大學(xué)高峰、王鋒教授，香港中文大學(xué)路新慧教授，國(guó)家納米中心丁黎明研究員等。該工作得到了海外高層次人才計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金，廣東省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)及青年拔尖人才計(jì)劃、興華人才計(jì)劃的基金的大力支持。

用無(wú)機(jī)陽(yáng)離子（如Cs⁺）取代有機(jī)陽(yáng)離子（如甲銨基（MA⁺）和甲脒（FA⁺））制備的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦是提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池長(zhǎng)期光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的有效途徑。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)更高的光伏效率，實(shí)現(xiàn)由多個(gè)帶隙子電池組成的疊層太陽(yáng)能電池是一種可行的方法。無(wú)機(jī)鉛鈣鈦礦的固有帶隙（1.7-2.3 eV）適合作為疊層太陽(yáng)能電池的寬帶隙頂電池。利用Pb-Sn混合制備的無(wú)機(jī)鈣鈦礦可將帶隙縮小到1.25?1.40 eV，適用于疊層太陽(yáng)能電池的窄帶隙底電池。因此，全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池有望打破效率瓶頸，并解決鈣鈦礦電池光熱穩(wěn)定性差的問(wèn)題。然而，錫離子誘導(dǎo)的較差薄膜形貌和深陷阱態(tài)，無(wú)機(jī)窄帶隙鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率較低，導(dǎo)致目前還沒(méi)有關(guān)于2端全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池的報(bào)道。

該團(tuán)隊(duì)采用對(duì)甲苯磺酰肼的配體演變策略制備了帶隙為1.31 eV的無(wú)機(jī)窄帶隙CsPb_0.4Sn_0.6I₃鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。配體演變策略實(shí)現(xiàn)了一箭三雕的作用，即：低溫處理階段對(duì)甲苯磺酰肼作為配體調(diào)控鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶過(guò)程，高溫處理時(shí)將薄膜中的Sn⁴⁺還原成Sn²⁺減少深能級(jí)陷阱態(tài)，同時(shí)對(duì)甲苯磺酰肼的生成產(chǎn)物對(duì)甲苯磺酸又可以作為新的配體鈍化鈣鈦礦薄膜的缺陷態(tài)。帶隙1.31 eV的CsPb_0.4Sn_0.6I₃鈣鈦礦太陽(yáng)能電池獲得了17.41%的破紀(jì)錄效率。結(jié)合帶隙為1.92 eV的CsPbI₂Br頂電池，首次成功構(gòu)建了效率為22.57%（認(rèn)證為21.92%）的2端全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池。

全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層電池的成功構(gòu)建，有望在未來(lái)解決有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池光熱穩(wěn)定性差的問(wèn)題。未來(lái)，該團(tuán)隊(duì)將針對(duì)減少無(wú)機(jī)寬帶隙子電池的電壓損耗、提高無(wú)機(jī)窄帶隙子電池的穩(wěn)定性以及減少?gòu)?fù)合層連接時(shí)的電壓損耗，降本增效等開(kāi)展進(jìn)一步的研究。