近日，华东师范大学物理学院方俊锋教授科研团队联合瑞典林雪平大学高峰教授、苏州大学王长擂教授团队在全钙钛矿叠层太阳能电池稳定性研究方面取得突破性进展。相关成果以“Highly stable all-perovskite tandem solar cells with targeted conversion of tin–lead surfaces”为题，发表在Nature Photonics期刊上。华东师范大学为第一完成单位，方俊锋教授、付圣研究员、高峰教授和王长擂教授为共同通讯作者，博士研究生孙楠楠、李云飞为论文共同第一作者。

全钙钛矿叠层太阳能电池具备较高的理论效率和溶液可加工优势，被视为极具发展潜力的光伏技术。目前，这类电池在光电转换效率和常温光照稳定性（ISOSL1）上已经取得明显突破；然而，在决定其商业化前景的关键测试—— 光热复合应力测试（ISOSL3）中，器件稳定性仍面临严峻挑战。

核心难点在于，锡铅（Sn-Pb）钙钛矿表面固有的高化学活性，易发生自氧化生成 SnI₄等有害产物。同时，传统分子钝化策略所依赖的有机胺分子，在高温光照条件下易扩散与挥发，无法实现长期保护功效，这已成为制约器件光热稳定性的关键。

针对上述挑战，研究团队跳出传统分子钝化思路，利用Sn-Pb 钙钛矿表面本征高化学活性，以碱性氢氧化铯（CsOH）为反应诱导剂，实现了钙钛矿表面的原位靶向强化。

在化学驱动力作用下，CsOH 引导亚稳态、高缺陷的表面发生定向转化：一方面将有害的 SnI₄与缺陷位点转化为高稳定性金属氧化物（MO）保护层；另一方面以 Cs⁺取代易挥发的有机阳离子（MA⁺/FA⁺）填充钙钛矿 A 位空位，形成铯基端接的强化晶格结构。

高分解能垒的MO 保护层与 Cs⁺的晶格强化功能形成协同增效，显著提升了器件的光电性能与光热稳定性。基于该策略制备的锡铅基电池光电转换效率达 23.65%，全钙钛矿叠层器件效率达 29.52%（认证效率 28.56%）；在 65℃、ISOS-L-3 标准光热测试条件下，器件连续运行 500 小时后仍可保持 90.3% 的初始效率。

该研究实现了Sn-Pb 钙钛矿表面处理策略从 “被动钝化” 向 “主动转化” 的重要跨越。通过一步简便的 CsOH 处理，同步实现了表面缺陷修复、有害副产物转化与晶格结构稳定，为解决锡基钙钛矿本征不稳定性问题提供了全新路径，有力提升了全钙钛矿叠层太阳能电池的综合性能与服役稳定性。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41566-025-01815-w

图文：付圣

编辑：董轶

审定：方俊锋、栗蕊蕊