近日，我院先进钝化技术实验室在高效钙钛矿/硅叠层太阳能电池领域取得突破性进展。相关工作以《Multi-site passivation agent for efficient tandem solar cells: simultaneously suppressing defect recombination in NiOₓ surface, perovskite buried interface, and silicon edge》为题发表于《eScience》，硕士研究生王新茹和李梦琪，于礼杰为论文共同第一作者，陈剑辉研究员与陈兵兵博士，张旭宁博士为共同通讯作者。
在钙钛矿/硅叠层太阳能电池中，界面复合问题严重制约了其性能与稳定性提升。一方面，宽带隙钙钛矿顶部电池的埋底界面（NiOₓ空穴传输层表面以及钙钛矿埋底界面）存在严重的非辐射复合，导致开路电压（Voc）损失和稳定性下降。另一方面，硅底电池的边缘表面复合在小面积电池（如1 cm²）中尤为突出，高周长面积比导致载流子严重损失，显著降低Voc和填充因子。这两个界面瓶颈共同限制了叠层电池的效率提升。
在本项研究中，团队研究设计了一种多位点钝化剂BisTS，可同时钝化①空穴传输层（NiOₓ）表面、②钙钛矿埋底界面和③硅电池边缘三个位点的缺陷，显著提升了钙钛矿/硅叠层太阳能电池的效率和稳定性，开创"缺陷精准打击+性能全面提升"的界面优化新范式。
研究显示，该钝化剂通过提高Ni³⁺/Ni²⁺比例增强NiOₓ导电性，钝化钙钛矿埋底界面复合损失，同时释放晶格应力，并有效钝化硅边缘缺陷提升底电池效率。最终，基于该策略的不透明与半透明宽带隙钙钛矿电池效率分别达21.95%和20.01%，四端钙钛矿/硅叠层电池效率达到31.02%。该项研究为解决钙钛矿/硅叠层电池中的界面和边缘复合损失提供了简单有效的策略，对推动高效、稳定叠层电池的产业化具有重要意义。
以上研究工作得到了国家自然科学基金、中德博士后交流项目、河北省自然科学基金、河北大学多学科交叉研究项目、河北省中央引导地方科技发展基金计划项目、河北省科技厅项目、河北省教育青年基金项目等经费的资助和支持。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.esci.2025.100471
