提升基于钙钛矿的叠层太阳能电池稳定性的策略

doi:10.3866/PKU.WHXB202009044

物理化学学报 >> 2021, Vol. 37 >> Issue (4): 2009044.doi: 10.3866/PKU.WHXB202009044

所属专题：金属卤化物钙钛矿光电材料和器件

提升基于钙钛矿的叠层太阳能电池稳定性的策略

周文韬, 陈怡华, 周欢萍()

北京大学工学院材料科学与工程系，北京工程科学与新兴技术高精尖创新中心，高分子化学与物理教育部重点实验室，北京先进电池材料理论与技术重点实验室，北京 100871

收稿日期:2020-09-14 录用日期:2020-10-24 发布日期:2020-11-02
通讯作者: 周欢萍 E-mail:happy_zhou@pku.edu.cn
作者简介:Huanping Zhou received her PhD degree in inorganic chemistry from the Peking University in 2010. After that, she joined University of California, Los Angeles, as a post-doctoral researcher from 2010 to 2015. From July 2015, she joined Peking University as an assistant professor in Department of Materials Science and Engineering, College of Engineering. She is a materials chemist with expertise in the fields of nanoscience, thin film optoelectronics, and the development of related devices, such as photovoltaic cells, LEDs, etc. Currently, her research lab is focused on thin film optoelectronics, e.g., perovskite materials and solar cells
基金资助:
国家自然科学基金(51972004);国家自然科学基金(51722201);国家自然科学基金(51672008);国家自然科学基金(91733301);国家重点研究发展计划项目(2017YFA0206701);北京自然科学基金(4182026)

Strategies to Improve the Stability of Perovskite-based Tandem Solar Cells

Wentao Zhou, Yihua Chen, Huanping Zhou()

Beijing Key Laboratory for Theory and Technology of Advanced Battery Materials, Key Laboratory of Polymer Chemistry and Physics of Ministry of Education, BIC-ESAT, Department of Materials Science and Engineering, College of Engineering, Peking University, Beijing 100871, China

Received:2020-09-14 Accepted:2020-10-24 Published:2020-11-02
Contact: Huanping Zhou E-mail:happy_zhou@pku.edu.cn
About author:Huanping Zhou, Email: happy_zhou@pku.edu.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(51972004);the National Natural Science Foundation of China(51722201);the National Natural Science Foundation of China(51672008);the National Natural Science Foundation of China(91733301);the National Key Research and Development Program of China(2017YFA0206701);the Natural Science Foundation of Beijing, China(4182026)

摘要/Abstract

摘要：

近年来，基于有机无机金属卤化物钙钛矿的叠层太阳能电池引起了巨大的研究热潮。但是，不稳定性限制了其商业化。适用于顶部子电池的宽带隙钙钛矿存在相不稳定性，而适用于底部子电池的窄带隙钙钛矿存在空气不稳定性。首先，我们总结了提升基于钙钛矿的叠层太阳能电池稳定性的最新进展。然后，我们系统地分析了导致宽带隙钙钛矿的相不稳定性和窄带隙钙钛矿的空气不稳定性的原因，并为解决这些不稳定性问题总结了合理的策略。我们也简短地总结了中间层带来的不稳定性以及相应的解决措施。最后，我们回顾了钙钛矿材料固有的本征不稳定性和相应的改进方法，这对于将来发展更稳定的叠层太阳能电池中是必要的。我们认为随着对钙钛矿子电池的理解越来越深入，基于钙钛矿的叠层电池特别是钙钛矿/硅叠层电池将会迅速商业化。

关键词: 钙钛矿, 叠层太阳能电池, 稳定性, 宽带隙, 窄带隙

Abstract:

Organic-inorganic metal halide perovskite-based tandem solar cells have attracted significant research attention in recent years. The power conversion efficiency of perovskite-based tandem can efficiently meet the requirements of practical applications; however, their instability limits their commercialization. The most commonly used wide-bandgap perovskites suitable for top sub-cells, which are based on I/Br alloying at X site, often suffer from severe phase segregation. When exposed to light illumination, a smaller bandgap phase appears and acts as a carrier trap, leading to a reduction in the quasi-Fermi level splitting and large V_OC deficit. The narrow-bandgap perovskites suitable for bottom sub-cells, which are based on Sn/Pb alloying at B sites, always face atmospheric instability. When exposed to air, Sn²⁺ is rapidly oxidized to Sn⁴⁺, which can shorten the carrier diffusion length and result in a drop in efficiency. Herein, we summarize the recent advances in perovskite-based tandem solar cells from the viewpoint of stability. We analyzed the stability data of highly efficient perovskite-based tandems reported so far, such as perovskite/silicon, perovskite/perovskite, and perovskite/copper indium gallium selenide (CIGS) tandems. We found that the key to improve the perovskite-based tandems is to improve the stability of the perovskite sub-cells. Then, we systematically analyzed the phase and atmospheric instability of wide- and narrow-bandgap perovskite, respectively, providing some reasonable strategies to tackle the instability. Compositional engineering, crystallinity optimization, and employing other perovskites with wide bandgaps are effective means to avoid phase instability of the I/Br alloying perovskite. Introducing the reducing additives, improving the film morphology, and forming a 2D/3D structure can help in improving the atmospheric stability of Sn-Pb narrow bandgap perovskites. Furthermore, we review the intrinsic instability of perovskite and corresponding improvement methods, which are inevitable in future tandem solar cells. By reducing the methylamine (MA) content in perovskite component and suppressing ion migration, the long-term operational stability is greatly enhanced. Finally, we briefly summarize the instability issues related to the interconnecting layer. In addition to the optimization of perovskite-based tandem devices, encapsulation also plays a crucial role in improving stability against environmental stressors. Studies based on improving the stability of perovskite-based tandems are still in the early stage. However, with a deeper understanding of the stability of perovskite sub-cells and the interconnecting layer, the commercialization of perovskite-based tandems, especially perovskite/silicon tandem devices, is promising to be achieved in the near future.

Key words: Perovskite, Tandem solar cell, Stability, Wide bandgap, Narrow bandgap

周文韬, 陈怡华, 周欢萍. 提升基于钙钛矿的叠层太阳能电池稳定性的策略[J]. 物理化学学报, 2021, 37(4), 2009044. doi: 10.3866/PKU.WHXB202009044

Wentao Zhou, Yihua Chen, Huanping Zhou. Strategies to Improve the Stability of Perovskite-based Tandem Solar Cells[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2021, 37(4), 2009044. doi: 10.3866/PKU.WHXB202009044

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB202009044

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图/表 8

Fig 1

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参考文献 124

1	Branker K. ; Pathak M. J. M. ; Pearce J. M. Renew. Sust. Energ. Rev. 2011, 15, 4470. doi: 10.1016/j.rser.2011.07.104
2	Shockley W. ; Queisser H. J. J. Appl. Phys. 1961, 32, 510. doi: 10.1063/1.1736034
3	Vos A. D. J. Phys. D: Appl. Phys. 1980, 13, 839. doi: 10.1088/0022-3727/13/5/018
4	Filipič M. ; Löper P. ; Niesen B. ; De Wolf S. ; Krč J. ; Ballif C. ; Topič M. Opt. Express 2015, 23, A263. doi: 10.1364/OE.23.00A263
5	Albrecht S. ; Saliba M. ; Correa-Baena J. P. ; Jäger K. ; Korte L. ; Hagfeldt A. ; Grätzel M. ; Rech B. J. Opt. 2016, 18, 064012. doi: 10.1088/2040-8978/18/6/064012
6	Eperon G. E. ; Leijtens T. ; Bush K. A. ; Prasanna R. ; Green T. ; Wang J. T. W. ; McMeekin D. P. ; Volonakis G. ; Milot R. L. ; May R. ; et al Science 2016, 354, 861. doi: 10.1126/science.aaf9717
7	Jaysankar M. ; Filipič M. ; Zielinski B. ; Schmager R. ; Song W. ; Qiu W. ; Paetzold U. W. ; Aernouts T. ; Debucquoy M. ; Gehlhaar R. ; et al Energy Environ. Sci. 2018, 11, 1489. doi: 10.1039/C8EE00237A
8	https://www.nrel.gov/pv/assets/pdfs/best-research-cell-efficiencies.20200406.pdf (accessed Dar April 2020)
9	Ogomi Y. ; Morita A. ; Tsukamoto S. ; Saitho T. ; Fujikawa N. ; Shen Q. ; Toyoda T. ; Yoshino K. ; Pandey S. S. ; Ma T. ; et al J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1004. doi: 10.1021/jz5002117
10	Zhou Z. ; Cui Y. ; Deng H. X. ; Huang L. ; Wei Z. ; Li J. Appl. Phys. Lett. 2017, 110, 113901. doi: 10.1063/1.4978598
11	Filip M. R. ; Eperon G. E. ; Snaith H. J. ; Giustino F. Nat. Commun. 2014, 5, 5757. doi: 10.1038/ncomms6757
12	Eperon G. E. ; Stranks S. D. ; Menelaou C. ; Johnston M. B. ; Herz L. M. ; Snaith H. J. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 982. doi: 10.1039/C3EE43822H
13	Eperon G. E. ; Paternò G. M. ; Sutton R. J. ; Zampetti A. ; Haghighirad A. A. ; Cacialli F. ; Snaith H. J. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 19688. doi: 10.1039/C5TA06398A
14	Chen B. ; Yu Z. J. ; Manzoor S. ; Wang S. ; Weigand W. ; Yu Z. ; Yang G. ; Ni Z. ; Dai X. ; Holman Z. C. ; et al Joule 2020, 4, 850. doi: 10.1016/j.joule.2020.01.008
15	Shen H. ; Duong T. ; Peng J. ; Jacobs D. ; Wu N. ; Gong J. ; Wu Y. ; Karuturi S. K. ; Fu X. ; Weber K. ; et al Energy Environ. Sci. 2018, 11, 394. doi: 10.1039/C7EE02627G
16	Liu Y. ; Renna L. A. ; Bag M. ; Page Z. A. ; Kim P. ; Choi J. ; Emrick T. ; Venkataraman D. ; Russell T. P. ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 7070. doi: 10.1021/acsami.5b12740
17	Gao K. ; Zhu Z. ; Xu B. ; Jo S. B. ; Kan Y. ; Peng X. ; Jen A. K. Y. Adv. Mater. 2017, 29, 1703980. doi: 10.1002/adma.201703980
18	Li C. ; Wang Y. ; Choy W. C. H. Small Methods 2020, 4, 2000093. doi: 10.1002/smtd.202000093
19	Bailie C. D. ; Christoforo M. G. ; Mailoa J. P. ; Bowring A. R. ; Unger E. L. ; Nguyen W. H. ; Burschka J. ; Pellet N. ; Lee J. Z. ; Grätzel M. ; et al Energy Environ. Sci. 2015, 8, 956. doi: 10.1039/C4EE03322A
20	https://www.oxfordpv.com/news/oxford-pv-perovskite-solar-cell-achieves-28-efficiency. (accessed Dar April 2020)
21	Xu J. ; Boyd C. C. ; Yu Z. J. ; Palmstrom A. F. ; Witter D. J. ; Larson B. W. ; France R. M. ; Werner J. ; Harvey S. P. ; Wolf E. J. ; et al Science 2020, 367, 1097. doi: 10.1126/science.aaz5074
22	Bush K. A. ; Palmstrom A. F. ; Yu Z. J. ; Boccard M. ; Cheacharoen R. ; Mailoa J. P. ; McMeekin D. P. ; Hoye R. L. Z. ; Bailie C. D. ; Leijtens T. ; et al Nat. Energy 2017, 2, 17009. doi: 10.1038/nenergy.2017.9
23	Sahli F. ; Werner J. ; Kamino B. A. ; Bräuninger M. ; Monnard R. ; Paviet-Salomon B. ; Barraud L. ; Ding L. ; Diaz Leon J. J. ; Sacchetto D. ; et al Nat. Mater. 2018, 17, 820. doi: 10.1038/s41563-018-0115-4
24	Kim D. ; Jung H. J. ; Park I. J. ; Larson B. W. ; Dunfield S. P. ; Xiao C. ; Kim J. ; Tong J. ; Boonmongkolras P. ; Ji S. G. ; et al Science 2020, 368, 155. doi: 10.1126/science.aba3433
25	Hou Y. ; Aydin E. ; De Bastiani M. ; Xiao C. ; Isikgor F. H. ; Xue D. J. ; Chen B. ; Chen H. ; Bahrami B. ; Chowdhury A. H. ; et al Science 2020, 367, 1135. doi: 10.1126/science.aaz3691
26	Zhao D. ; Chen C. ; Wang C. ; Junda M. M. ; Song Z. ; Grice C. R. ; Yu Y. ; Li C. ; Subedi B. ; Podraza N. J. ; et al Nat. Energy 2018, 3, 1093. doi: 10.1038/s41560-018-0278-x
27	Tong J. ; Song Z. ; Kim D. H. ; Chen X. ; Chen C. ; Palmstrom A. F. ; Ndione P. F. ; Reese M. O. ; Dunfield S. P. ; Reid O. G. ; et al Science 2019, 364, 475. doi: 10.1126/science.aav7911
28	Yang Z. ; Yu Z. ; Wei H. ; Xiao X. ; Ni Z. ; Chen B. ; Deng Y. ; Habisreutinger S. N. ; Chen X. ; Wang K. ; et al Nat. Commun. 2019, 10, 4498. doi: 10.1038/s41467-019-12513-x
29	Lin R. ; Xiao K. ; Qin Z. ; Han Q. ; Zhang C. ; Wei M. ; Saidaminov M. I. ; Gao Y. ; Xu J. ; Xiao M. ; et al Nat. Energy 2019, 4, 864. doi: 10.1038/s41560-019-0466-3
30	Wei M. ; Xiao K. ; Walters G. ; Lin R. ; Zhao Y. ; Saidaminov M. I. ; Todorović P. ; Johnston A. ; Huang Z. ; Chen H. ; et al Adv. Mater. 2020, 32, 1907058. doi: 10.1002/adma.201907058
31	Yu Z. ; Yang Z. ; Ni Z. ; Shao Y. ; Chen B. ; Lin Y. ; Wei H. ; Yu Z. J. ; Holman Z. ; Huang J. Nat. Energy 2020, 5, 657. doi: 10.1038/s41560-020-0657-y
32	Han Q. ; Hsieh Y. T. ; Meng L. ; Wu J. L. ; Sun P. ; Yao E. P. ; Chang S. Y. ; Bae S. H. ; Kato T. ; Bermudez V. ; et al Science 2018, 361, 904. doi: 10.1126/science.aat5055
33	Al-Ashouri A. ; Magomedov A. ; Roß M. ; Jošt M. ; Talaikis M. ; Chistiakova G. ; Bertram T. ; Márquez J. A. ; Köhnen E. ; Kasparavičius E. ; et al Energy Environ. Sci. 2019, 12, 3356. doi: 10.1039/C9EE02268F
34	Leijtens T. ; Bush K. A. ; Prasanna R. ; McGehee M. D. Nat. Energy 2018, 3, 828. doi: 10.1038/s41560-018-0190-4
35	Eperon G. E. ; Hörantner M. T. ; Snaith H. J. Nat. Rev. Chem. 2017, 1, 0095. doi: 10.1038/s41570-017-0095
36	Noh J. H. ; Im S. H. ; Heo J. H. ; Mandal T. N. ; Seok S. I. Nano Lett. 2013, 13, 1764. doi: 10.1021/nl400349b
37	Kulkarni S. A. ; Baikie T. ; Boix P. P. ; Yantara N. ; Mathews N. ; Mhaisalkar S. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 9221. doi: 10.1039/C4TA00435C
38	Hoke E. T. ; Slotcavage D. J. ; Dohner E. R. ; Bowring A. R. ; Karunadasa H. I. ; McGehee M. D. Chem. Sci. 2015, 6, 613. doi: 10.1039/C4SC03141E
39	Tang X. ; van den Berg M. ; Gu E. ; Horneber A. ; Matt G. J. ; Osvet A. ; Meixner A. J. ; Zhang D. ; Brabec C. J. Nano Lett. 2018, 18, 2172. doi: 10.1021/acs.nanolett.8b00505
40	Brivio F. ; Caetano C. ; Walsh A. J. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, 1083. doi: 10.1021/acs.jpclett.6b00226
41	Bischak C. G. ; Hetherington C. L. ; Wu H. ; Aloni S. ; Ogletree D. F. ; Limmer D. T. ; Ginsberg N. S. Nano Lett. 2017, 17, 1028. doi: 10.1021/acs.nanolett.6b04453
42	Barker A. J. ; Sadhanala A. ; Deschler F. ; Gandini M. ; Senanayak S. P. ; Pearce P. M. ; Mosconi E. ; Pearson A. J. ; Wu Y. ; Srimath Kandada A. R. ; et al ACS Energy Lett. 2017, 2, 1416. doi: 10.1021/acsenergylett.7b00282
43	McMeekin D. P. ; Sadoughi G. ; Rehman W. ; Eperon G. E. ; Saliba M. ; Hörantner M. T. ; Haghighirad A. ; Sakai N. ; Korte L. ; Rech B. ; et al Science 2016, 351, 151. doi: 10.1126/science.aad5845
44	Duong T. ; Wu Y. ; Shen H. ; Peng J. ; Fu X. ; Jacobs D. ; Wang E. C. ; Kho T. C. ; Fong K. C. ; Stocks M. ; et al Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1700228. doi: 10.1002/aenm.201700228
45	Bush K. A. ; Frohna K. ; Prasanna R. ; Beal R. E. ; Leijtens T. ; Swifter S. A. ; McGehee M. D. ACS Energy Lett. 2018, 3, 428. doi: 10.1021/acsenergylett.7b01255
46	Kim M. ; Kim G. H. ; Lee T. K. ; Choi I. W. ; Choi H. W. ; Jo Y. ; Yoon Y. J. ; Kim J. W. ; Lee J. ; Huh D. ; et al Joule 2019, 3, 2179. doi: 10.1016/j.joule.2019.06.014
47	Chen Q. ; Zhou H. ; Fang Y. ; Stieg A. Z. ; Song T. B. ; Wang H. H. ; Xu X. ; Liu Y. ; Lu S. ; You J. ; et al Nat. Commun. 2015, 6, 7269. doi: 10.1038/ncomms8269
48	Palmstrom A. F. ; Eperon G. E. ; Leijtens T. ; Prasanna R. ; Habisreutinger S. N. ; Nemeth W. ; Gaulding E. A. ; Dunfield S. P. ; Reese M. ; Nanayakkara S. ; et al Joule 2019, 3, 2193. doi: 10.1016/j.joule.2019.05.009
49	Hu M. ; Bi C. ; Yuan Y. ; Bai Y. ; Huang J. Adv. Science 2016, 3, 1500301. doi: 10.1002/advs.201500301
50	Li W. ; Rothmann M. U. ; Liu A. ; Wang Z. ; Zhang Y. ; Pascoe A. R. ; Lu J. ; Jiang L. ; Chen Y. ; Huang F. ; et al Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1700946. doi: 10.1002/aenm.201700946
51	Braly I. L. ; Stoddard R. J. ; Rajagopal A. ; Uhl A. R. ; Katahara J. K. ; Jen A. K. Y. ; Hillhouse H. W. ACS Energy Lett. 2017, 2, 1841. doi: 10.1021/acsenergylett.7b00525
52	Kulbak M. ; Gupta S. ; Kedem N. ; Levine I. ; Bendikov T. ; Hodes G. ; Cahen D. J. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, 167. doi: 10.1021/acs.jpclett.5b02597
53	Chen C. Y. ; Lin H. Y. ; Chiang K. M. ; Tsai W. L. ; Huang Y. C. ; Tsao C. S. ; Lin H. W. Adv. Mater. 2017, 29, 1605290. doi: 10.1002/adma.201605290
54	Lau C. F. J. ; Deng X. ; Ma Q. ; Zheng J. ; Yun J. S. ; Green M. A. ; Huang S. ; Ho-Baillie A. W. Y. ACS Energy Lett. 2016, 1, 573. doi: 10.1021/acsenergylett.6b00341
55	Liang J. ; Wang C. ; Wang Y. ; Xu Z. ; Lu Z. ; Ma Y. ; Zhu H. ; Hu Y. ; Xiao C. ; Yi X. ; et al J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 15829. doi: 10.1021/jacs.6b10227
56	Wang Y. ; Dar M. I. ; Ono L. K. ; Zhang T. ; Kan M. ; Li Y. ; Zhang L. ; Wang X. ; Yang Y. ; Gao X. ; et al Science 2019, 365, 591. doi: 10.1126/science.aav8680
57	Wang Y. ; Liu X. ; Zhang T. ; Wang X. ; Kan M. ; Shi J. ; Zhao Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 16691. doi: 10.1002/anie.201910800
58	Wang P. ; Zhang X. ; Zhou Y. ; Jiang Q. ; Ye Q. ; Chu Z. ; Li X. ; Yang X. ; Yin Z. ; You J. Nat. Commun. 2018, 9, 2225. doi: 10.1038/s41467-018-04636-4
59	Stoumpos C. C. ; Kanatzidis M. G. Acc. Chem. Res. 2015, 48, 2791. doi: 10.1021/acs.accounts.5b00229
60	Goldschmidt V. M. Naturwissenschaften 1926, 14, 477. doi: 10.1007/BF01507527
61	Sutton R. J. ; Eperon G. E. ; Miranda L. ; Parrott E. S. ; Kamino B. A. ; Patel J. B. ; Hörantner M. T. ; Johnston M. B. ; Haghighirad A. A. ; Moore D. T. ; et al Adv. Energy Mater. 2016, 6, 1502458. doi: 10.1002/aenm.201502458
62	Chen W. ; Chen H. ; Xu G. ; Xue R. ; Wang S. ; Li Y. ; Li Y. Joule 2019, 3, 191. doi: 10.1016/j.joule.2018.10.011
63	Liu C. ; Li W. ; Zhang C. ; Ma Y. ; Fan J. ; Mai Y. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 3825. doi: 10.1021/jacs.7b13229
64	Tian J. ; Xue Q. ; Tang X. ; Chen Y. ; Li N. ; Hu Z. ; Shi T. ; Wang X. ; Huang F. ; Brabec C. J. ; et al Adv. Mater. 2019, 31, 1901152. doi: 10.1002/adma.201901152
65	Xiang S. ; Fu Z. ; Li W. ; Wei Y. ; Liu J. ; Liu H. ; Zhu L. ; Zhang R. ; Chen H. ACS Energy Lett. 2018, 3, 1824. doi: 10.1021/acsenergylett.8b00820
66	Zhao B. ; Jin S. F. ; Huang S. ; Liu N. ; Ma J. Y. ; Xue D. J. ; Han Q. ; Ding J. ; Ge Q. Q. ; Feng Y. ; et al J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 11716. doi: 10.1021/jacs.8b06050
67	Ke W. ; Spanopoulos I. ; Stoumpos C. C. ; Kanatzidis M. G. Nat. Commun. 2018, 9, 4785. doi: 10.1038/s41467-018-07204-y
68	Swarnkar A. ; Marshall A. R. ; Sanehira E. M. ; Chernomordik B. D. ; Moore D. T. ; Christians J. A. ; Chakrabarti T. ; Luther J. M. Science 2016, 354, 92. doi: 10.1126/science.aag2700
69	Ding L. M. ; Cheng Y. B. ; Tang J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2018, 34, 449.
	丁黎明; 程一兵; 唐江. 物理化学学报, 2018, 34, 449. doi: 10.3866/PKU.WHXB201710121
70	Slavney A. H. ; Hu T. ; Lindenberg A. M. ; Karunadasa H. I. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2138. doi: 10.1021/jacs.5b13294
71	Saparov B. ; Hong F. ; Sun J. P. ; Duan H. S. ; Meng W. ; Cameron S. ; Hill I. G. ; Yan Y. ; Mitzi D. B. Chem. Mater. 2015, 27, 5622. doi: 10.1021/acs.chemmater.5b01989
72	Wu C. ; Zhang Q. ; Liu Y. ; Luo W. ; Guo X. ; Huang Z. ; Ting H. ; Sun W. ; Zhong X. ; Wei S. ; et al Adv. Sci. 2018, 5, 1700759. doi: 10.1002/advs.201700759
73	Zhao D. ; Yu Y. ; Wang C. ; Liao W. ; Shrestha N. ; Grice C. R. ; Cimaroli A. J. ; Guan L. ; Ellingson R. J. ; Zhu K. ; et al Nat. Energy 2017, 2, 17018. doi: 10.1038/nenergy.2017.18
74	Li Z. ; Zhao Y. ; Wang X. ; Sun Y. ; Zhao Z. ; Li Y. ; Zhou H. ; Chen Q. Joule 2018, 2, 1559. doi: 10.1016/j.joule.2018.05.001
75	Stoumpos C. C. ; Malliakas C. D. ; Kanatzidis M. G. Inorg. Chem. 2013, 52, 9019. doi: 10.1021/ic401215x
76	Hao F. ; Stoumpos C. C. ; Chang R. P. H. ; Kanatzidis M. G. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8094. doi: 10.1021/ja5033259
77	Liao W. ; Zhao D. ; Yu Y. ; Shrestha N. ; Ghimire K. ; Grice C. R. ; Wang C. ; Xiao Y. ; Cimaroli A. J. ; Ellingson R. J. ; et al J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 12360. doi: 10.1021/jacs.6b08337
78	Klug M. T. ; Milot R. L. ; Patel J. B. ; Green T. ; Sansom H. C. ; Farrar M. D. ; Ramadan A. J. ; Martani S. ; Wang Z. ; Wenger B. ; et al Energy Environ. Sci. 2020, 13, 1776. doi: 10.1039/D0EE00132E
79	Chung I. ; Song J. H. ; Im J. ; Androulakis J. ; Malliakas C. D. ; Li H. ; Freeman A. J. ; Kenney J. T. ; Kanatzidis M. G. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8579. doi: 10.1021/ja301539s
80	Kumar M. H. ; Dharani S. ; Leong W. L. ; Boix P. P. ; Prabhakar R. R. ; Baikie T. ; Shi C. ; Ding H. ; Ramesh R. ; Asta M. ; et al Adv. Mater. 2014, 26, 7122. doi: 10.1002/adma.201401991
81	Jiang T. ; Chen Z. ; Chen X. ; Liu T. ; Chen X. ; Sha W. E. I. ; Zhu H. ; Yang Y. Sol. RRL 2019, 4, 1900467. doi: 10.1002/solr.201900467
82	Xu X. ; Chueh C. C. ; Yang Z. ; Rajagopal A. ; Xu J. ; Jo S. B. ; Jen A. K. Y. Nano Energy 2017, 34, 392. doi: 10.1016/j.nanoen.2017.02.040
83	Tai Q. ; Guo X. ; Tang G. ; You P. ; Ng T. W. ; Shen D. ; Cao J. ; Liu C. K. ; Wang N. ; Zhu Y. ; et al Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 806. doi: 10.1002/anie.201811539
84	He X. ; Wu T. ; Liu X. ; Wang Y. ; Meng X. ; Wu J. ; Noda T. ; Yang X. ; Moritomo Y. ; Segawa H. ; et al J. Mater. Chem. A 2020, 8, 2760. doi: 10.1039/C9TA13159K
85	Prasanna R. ; Leijtens T. ; Dunfield S. P. ; Raiford J. A. ; Wolf E. J. ; Swifter S. A. ; Werner J. ; Eperon G. E. ; de Paula C. ; Palmstrom A. F. ; et al Nat. Energy 2019, 4, 939. doi: 10.1038/s41560-019-0471-6
86	Liao Y. ; Liu H. ; Zhou W. ; Yang D. ; Shang Y. ; Shi Z. ; Li B. ; Jiang X. ; Zhang L. ; Quan L. N. ; et al J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 6693. doi: 10.1021/jacs.7b01815
87	Meng L. ; You J. ; Yang Y. Nat. Commun. 2018, 9, 5265. doi: 10.1038/s41467-018-07255-1
88	Christians J. A. ; Miranda Herrera P. A. ; Kamat P. V. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1530. doi: 10.1021/ja511132a
89	Niu G. ; Guo X. ; Wang L. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 8970. doi: 10.1039/C4TA04994B
90	Juarez-Perez E. J. ; Hawash Z. ; Raga S. R. ; Ono L. K. ; Qi Y. Energy Environ. Sci. 2016, 9, 3406. doi: 10.1039/C6EE02016J
91	Conings B. ; Drijkoningen J. ; Gauquelin N. ; Babayigit A. ; D'Haen J. ; D'Olieslaeger L. ; Ethirajan A. ; Verbeeck J. ; Manca J. ; Mosconi E. ; et al Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1500477. doi: 10.1002/aenm.201500477
92	Misra R. K. ; Aharon S. ; Li B. ; Mogilyansky D. ; Visoly-Fisher I. ; Etgar L. ; Katz E. A. J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 326. doi: 10.1021/jz502642b
93	Turren-Cruz S.-H. ; Hagfeldt A. ; Saliba M. Science 2018, 362, 449. doi: 10.1126/science.aat3583
94	Bi F. ; Zheng X. ; Yam Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2019, 35, 69.
	毕富珍; 郑晓; 任志勇. 物理化学学报, 2019, 35, 69. doi: 10.3866/PKU.WHXB201801082
95	Lee J. W. ; Kim D. H. ; Kim H. S. ; Seo S. W. ; Cho S. M. ; Park N. G. Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1501310. doi: 10.1002/aenm.201501310
96	Buin A. ; Pietsch P. ; Xu J. ; Voznyy O. ; Ip A. H. ; Comin R. ; Sargent E. H. Nano Lett. 2014, 14, 6281. doi: 10.1021/nl502612m
97	Yin W. J. ; Shi T. ; Yan Y. Adv. Mater. 2014, 26, 4653. doi: 10.1002/adma.201306281
98	Wetzelaer G. J. A. H. ; Scheepers M. ; Sempere A. M. ; Momblona C. ; Ávila J. ; Bolink H. J. Adv. Mater. 2015, 27, 1837. doi: 10.1002/adma.201405372
99	Fan R. ; Zhou W. ; Huang Z. ; Zhou H. EnergyChem 2020, 2, 100032. doi: 10.1016/j.enchem.2020.100032
100	Chen Y. ; Li N. ; Wang L. ; Li L. ; Xu Z. ; Jiao H. ; Liu P. ; Zhu C. ; Zai H. ; Sun M. ; et al Nat. Commun. 2019, 10, 1112. doi: 10.1038/s41467-019-09093-1
101	Wang F. ; Geng W. ; Zhou Y. ; Fang H. H. ; Tong C. J. ; Loi M. A. ; Liu L. M. ; Zhao N. Adv. Mater. 2016, 28, 9986. doi: 10.1002/adma.201603062
102	Calado P. ; Telford A. M. ; Bryant D. ; Li X. ; Nelson J. ; O'Regan B. C. ; Barnes P. R. F. Nat. Commun. 2016, 7, 13831. doi: 10.1038/ncomms13831
103	Shao Y. ; Fang Y. ; Li T. ; Wang Q. ; Dong Q. ; Deng Y. ; Yuan Y. ; Wei H. ; Wang M. ; Gruverman A. ; et al Energy Environ. Sci. 2016, 9, 1752. doi: 10.1039/C6EE00413J
104	Yuan Y. ; Huang J. Acc. Chem. Res. 2016, 49, 286. doi: 10.1021/acs.accounts.5b00420
105	Domanski K. ; Roose B. ; Matsui T. ; Saliba M. ; Turren-Cruz S. H. ; Correa-Baena J. P. ; Carmona C. R. ; Richardson G. ; Foster J. M. ; De Angelis F. ; et al Energy Environ. Sci. 2017, 10, 604. doi: 10.1039/C6EE03352K
106	Abdi-Jalebi M. ; Andaji-Garmaroudi Z. ; Cacovich S. ; Stavrakas C. ; Philippe B. ; Richter J. M. ; Alsari M. ; Booker E. P. ; Hutter E. M. ; Pearson A. J. ; et al Nature 2018, 555, 497. doi: 10.1038/nature25989
107	Li N. ; Tao S. ; Chen Y. ; Niu X. ; Onwudinanti C. K. ; Hu C. ; Qiu Z. ; Xu Z. ; Zheng G. ; Wang L. ; et al Nat. Energy 2019, 4, 408. doi: 10.1038/s41560-019-0382-6
108	Wang L. ; Zhou H. ; Hu J. ; Huang B. ; Sun M. ; Dong B. ; Zheng G. ; Huang Y. ; Chen Y. ; Li L. ; et al Science 2019, 363, 265. doi: 10.1126/science.aau5701
109	Lin Y. ; Bai Y. ; Fang Y. ; Wang Q. ; Deng Y. ; Huang J. ACS Energy Lett. 2017, 2, 1571. doi: 10.1021/acsenergylett.7b00442
110	Lee J. W. ; Dai Z. ; Han T. H. ; Choi C. ; Chang S. Y. ; Lee S. J. ; De Marco N. ; Zhao H. ; Sun P. ; Huang Y. ; et al Nat. Commun. 2018, 9, 3021. doi: 10.1038/s41467-018-05454-4
111	Liu Y. ; Yang Z. ; Cui D. ; Ren X. ; Sun J. ; Liu X. ; Zhang J. ; Wei Q. ; Fan H. ; Yu F. ; et al Adv. Mater. 2015, 27, 5176. doi: 10.1002/adma.201502597
112	Xie F. ; Chen C. C. ; Wu Y. ; Li X. ; Cai M. ; Liu X. ; Yang X. ; Han L. Energy Environ. Sci. 2017, 10, 1942. doi: 10.1039/C7EE01675A
113	Yu H. ; Wang F. ; Xie F. ; Li W. ; Chen J. ; Zhao N. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 7102. doi: 10.1002/adfm.201401872
114	Liu J. ; Gao C. ; He X. ; Ye Q. ; Ouyang L. ; Zhuang D. ; Liao C. ; Mei J. ; Lau W. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 24008. doi: 10.1021/acsami.5b06780
115	Zhou H. ; Chen Q. ; Li G. ; Luo S. ; Song T. B. ; Duan H. S. ; Hong Z. ; You J. ; Liu Y. ; Yang Y. Science 2014, 345, 542. doi: 10.1126/science.1254050
116	Xiao Z. ; Dong Q. ; Bi C. ; Shao Y. ; Yuan Y. ; Huang J. Adv. Mater. 2014, 26, 6503. doi: 10.1002/adma.201401685
117	Jain S. M. ; Qiu Z. ; Häggman L. ; Mirmohades M. ; Johansson M. B. ; Edvinsson T. ; Boschloo G. Energy Environ. Sci. 2016, 9, 3770. doi: 10.1039/C6EE02544G
118	Xiao S. ; Bai Y. ; Meng X. ; Zhang T. ; Chen H. ; Zheng X. ; Hu C. ; Qu Y. ; Yang S. Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1604944. doi: 10.1002/adfm.201604944
119	Bush K. A. ; Bailie C. D. ; Chen Y. ; Bowring A. R. ; Wang W. ; Ma W. ; Leijtens T. ; Moghadam F. ; McGehee M. D. Adv. Mater. 2016, 28, 3937. doi: 10.1002/adma.201505279
120	Löper P. ; Moon S. J. ; Martín de Nicolas S. ; Niesen B. ; Ledinsky M. ; Nicolay S. ; Bailat J. ; Yum J. H. ; De Wolf S. ; Ballif C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 1619. doi: 10.1039/C4CP03788J
121	Chang C. Y. ; Tsai B. C. ; Hsiao Y. C. ; Lin M. Z. ; Meng H. F. Nano Energy 2019, 55, 354. doi: 10.1016/j.nanoen.2018.10.014
122	Jiang F. ; Liu T. ; Luo B. ; Tong J. ; Qin F. ; Xiong S. ; Li Z. ; Zhou Y. J. Mater. Chem. A 2016, 4, 1208. doi: 10.1039/C5TA08744A
123	Yeo J. S. ; Kang R. ; Lee S. ; Jeon Y. J. ; Myoung N. ; Lee C. L. ; Kim D. Y. ; Yun J. M. ; Seo Y. H. ; Kim S. S. ; et al Nano Energy 2015, 12, 96. doi: 10.1016/j.nanoen.2014.12.022
124	Khenkin M. V. ; Katz E. A. ; Abate A. ; Bardizza G. ; Berry J. J. ; Brabec C. ; Brunetti F. ; Bulović V. ; Burlingame Q. ; Di Carlo A. ; et al Nat. Energy 2020, 5, 35. doi: 10.1038/s41560-019-0529-5

[1]	刘彬彬, 陈杨, 贾天赐, 陈辰, 吴章豪, 刘毓辉, 翟宇航, 马天舒, 王长擂. 羟基功能化分子工程消除二维相壁垒实现高效宽带隙及全钙钛矿叠层太阳能电池[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100128 - .
[2]	梁英, 邓羽恒, 余士律, 程家豪, 宋嘉伟, 姚俊, 杨亦辰, 张万雷, 周文靖, 张欣, 沈文剑, 梁桂杰, 李彬, 彭勇, 胡润, 李望南. 机器学习辅助减反膜结构设计与界面修饰协同优化的高效稳定钙钛矿太阳能电池[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100098 - .
[3]	戚洺瑄, 金斓煜, 姚宏鹤, 徐子鹏, 成腾, 陈棋, 朱城, 白阳. 钙钛矿太阳能电池在反向偏压下的电学失效及稳定性研究进展[J]. 物理化学学报, 2025, 41(8): 100088 - .
[4]	薛夷菡, 韩雪, 张洁, 温晓茹. NCQDs修饰FeOOH基复合材料的制备及其电容脱盐性能[J]. 物理化学学报, 2025, 41(7): 100072 - .
[5]	周昱晨, 刘焕敏, 李红星, 宋欣妤, 唐永华, 周鹏. 设计热力学稳定的贵金属单原子光催化剂用于乙醇的高效非氧化转化形成高纯氢和增值产物乙醛[J]. 物理化学学报, 2025, 41(6): 100067 - .
[6]	李坚, 张毓, 闫融融, 孙开媛, 刘晓晴, 梁子尚, 焦忆楠, 卜晖, 陈欣, 赵晋津, 施剑林. 高效靶向示踪钙钛矿纳米系统光电增效抗肿瘤[J]. 物理化学学报, 2025, 41(5): 100042 - .
[7]	唐海莲, 陈思远, 刘巧云, 白国义, 乔波涛, 刘菲. 用于糠醇加氢的稳定型Rh/羟基磷灰石催化剂：氧化型金属-载体强相互作用在还原条件下的应用[J]. 物理化学学报, 2025, 41(4): 100036 - .
[8]	马尧, 赵欣, 陈红旭, 魏薇, 沈亮. 钙钛矿薄单晶光电探测器的进展与展望[J]. 物理化学学报, 2025, 41(4): 100030 - .
[9]	董鹏宇, 姜月, 杨正池, 刘立城, 李固, 文鑫洋, 王祯, 施信波, 周国富, 刘俊明, 高进伟. NbSe₂纳米片优化钙钛矿太阳能电池的埋底界面[J]. 物理化学学报, 2025, 41(3): 100029 - .
[10]	周欣, 霍怡廷, 杨松瑀, 何博文, 王晓晶, 吴珍, 张建军. 利用飞秒瞬态吸收光谱研究pH值对质子化COF光催化H₂O₂生成的影响[J]. 物理化学学报, 2025, 41(12): 100160 - .
[11]	李芷阳, 邓晖, 蔡芯琪, 陈卓. 磁性核壳胶囊局域中和胃酸用于活性益生菌的高效递送[J]. 物理化学学报, 2024, 40(7): 2306051 - .
[12]	冯炜程, 于景成, 杨溢澜, 郭宜阁, 邹庚, 刘晓菊, 陈洲, 董坤, 宋月锋, 汪国雄, 包信和. 调控双钙钛矿中高熵组分促进高温析氧反应[J]. 物理化学学报, 2024, 40(6): 2306013 - .
[13]	郭雅雯, 李大伟, 高杨, 李翠红. 非富勒烯受体有机太阳能电池稳定性研究进展[J]. 物理化学学报, 2024, 40(6): 2306050 - .
[14]	王梦茵, 黄若贝, 熊剑峰, 田景华, 李剑锋, 田中群. 锌-空气电池隔膜的关键作用及其最新研究进展[J]. 物理化学学报, 2024, 40(6): 2307017 - .
[15]	AhmedYameen, 封想想, 高远基, 丁洋, 龙操玉, HaiderMustafa, 李恒月, 李专, 黄誓成, SaidaminovMakhsud I., 阳军亮. 离子液体界面修饰的高效稳定FAPbI₃钙钛矿太阳能电池[J]. 物理化学学报, 2024, 40(6): 2303057 - .

提升基于钙钛矿的叠层太阳能电池稳定性的策略

Strategies to Improve the Stability of Perovskite-based Tandem Solar Cells

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