鈣鈦礦(kuang)/有機(ji)疊層太(tai)陽能(neng)電池是突破單結器(qi)件效(xiao)率極限的潛(qian)力路徑，然而其性能(neng)受限于(yu)有機(ji)子(zi)電池中的復合損失。

本文(wen)青島(dao)大(da)(da)學(xue)(xue)劉玉強和張文(wen)科(ke)、四川大(da)(da)學(xue)(xue)李鴻祥、南方科(ke)技(ji)(ji)大(da)(da)學(xue)(xue)邱(qiu)龍斌、北京師范(fan)大(da)(da)學(xue)(xue)張文(wen)凱和薄志山等人(ren)通(tong)過(guo)追蹤有機(ji)薄膜形成初期(qi)的(de)演化過(guo)程(cheng)，系統(tong)研(yan)究了這(zhe)些損失的(de)來(lai)源。我們通(tong)過(guo)策略(lve)性(xing)調控給受體(ti)比例來(lai)調節薄膜生(sheng)長特性(xing)，并利用原位技(ji)(ji)術實時監測結晶動力學(xue)(xue)。研(yan)究發(fa)現，有機(ji)共混膜中給體(ti)含量(liang)的(de)差(cha)異對(dui)溶液(ye)-固態轉變過(guo)程(cheng)具(ju)有微(wei)調作(zuo)用。當(dang)給體(ti)含量(liang)不足時，受體(ti)分子易發(fa)生(sheng)聚集，破壞分子堆疊并降低結晶度。這(zhe)些形貌變化阻礙了激子解離，進而導致電(dian)荷復合并降低整體(ti)器件性(xing)能(neng)。

通過(guo)(guo)優(you)化薄膜形貌與結晶(jing)過(guo)(guo)程(cheng)，我們成功降低了(le)(le)復合損失，實(shi)現了(le)(le)效率高達(da)26.42%的(de)鈣(gai)鈦礦/有機(ji)疊層太陽能電池。

文章亮點：

1. 原位揭示薄膜演化機制：利用原位GIWAXS、UV-Vis與(yu)PL技(ji)術，實(shi)時追蹤有機活性層從(cong)溶液(ye)到(dao)固態(tai)的結(jie)晶(jing)過程，明確給體(ti)含量(liang)對(dui)晶(jing)體(ti)成核、生長及(ji)分子取(qu)向的關鍵調(diao)控作用。

2. 闡明給受體(ti)比例對性(xing)能的(de)影響(xiang)：發現給體(ti)含量(liang)不(bu)足會(hui)導致(zhi)受體(ti)過度聚(ju)集、結晶(jing)質量(liang)下降，進(jin)而削弱激子解離與電荷傳輸，加劇復(fu)合損失(shi)，最終限(xian)制器件效率。

3. 實現高效(xiao)(xiao)疊(die)層(ceng)器件：通(tong)過優化(hua)D:A比例，有(you)(you)效(xiao)(xiao)調控薄膜形貌與結晶行為(wei)，顯著降低復合(he)損失，最(zui)終制備出效(xiao)(xiao)率達26.42%的鈣鈦礦(kuang)/有(you)(you)機(ji)疊(die)層(ceng)太陽能電池，為(wei)當(dang)前溶液加工型疊(die)層(ceng)器件的領先水平。

Cui, X., Xie, G., Ran, G. et al. Organic film evolution and recombination losses in highly efficient perovskite/organic tandem solar cells. Nat Commun 16, 8986 (2025).