受生物启发的抗氧化稳定技术，用于提高锡铅电池和全钙钛矿串联太阳能电池的效率

《Nature Communications》：Bio-inspired antioxidant stabilization for efficient tin-lead and all-perovskite tandem solar cells

　　

摘要

开发高性能窄带隙锡铅（Sn-Pb）钙钛矿太阳能电池（PSCs）对于通过全钙钛矿串联结构突破肖克利-奎瑟极限至关重要。然而，Sn²⁺在Sn-Pb钙钛矿薄膜和器件中容易氧化，这仍然是实现优异薄膜质量和竞争性光电转换效率（PCE）的巨大障碍。在这里，我们提出了一种受生物启发的抗氧化工程策略，使用没食子酸（GA）作为掺杂剂，单宁酸（TA）作为表面钝化剂，分别稳定钙钛矿的体相和界面。没食子酸是一种小分子抗氧化剂，能够定位在晶界处，提供抗氧化性能并抑制过量SnI₂杂质的形成。单宁酸具有较大的分子结构，能够沉积在薄膜表面形成一层坚固的钝化层，阻止氧气侵入，同时建立偶极子以促进界面电荷传输。这两种分子的协同作用显著提高了薄膜对内在（前驱体降解）和外在（中性氧气和超氧阴离子）刺激的氧化稳定性。因此，Sn-Pb PSCs实现了23.46%的出色光电转换效率，并在全钙钛矿串联结构中实现了29.95%（认证值为29.44%）的效率。