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钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其卓越的光电性能和溶液可加工性备受关注。为实现高效率，通常需要混合卤素来精细调控带隙，但这可能导致不利的相分离，影响目标效率和长期稳定性。
本文中国石油大学李彦勋、中国科学院国家纳米科学中心周惠琼和北京航空航天大学张渊等人提出了一种基于铅衍生物nPbI₂:1PbXA的前驱体方法，用于制备卤素均匀分布的钙钛矿。研究发现，nPbI₂:1PbXA能够调节前驱体中PbI₂与PbBr₂的键合偏好和强度，生成稳定的-I-Br-I-Br-片段，从而最小化卤素分离。该方法适用于一系列宽带隙混合卤素钙钛矿，其中CsPbI₂₈Br₀₂（带隙1.74 eV）和Cs₀₂FA₀₈PbI₁₉Br₁₁（带隙1.77 eV）太阳能电池的效率分别提升至21.3%和20.3%。
有趣的是，卤素均匀性与机械耐受性之间存在关联：卤素分布越均匀，钙钛矿对压缩或弯曲力的机械抵抗能力越强。优化后的太阳能电池表现出优异的长期稳定性，在最大功率点跟踪下连续光照1500小时后，效率仍保持初始值的90%以上。
研究亮点
卤素均匀化新策略：通过铅衍生物前驱体nPbI₂:1PbXA调控键合行为，生成稳定的-I-Br-I-Br-片段，显著减少卤素相分离，提升钙钛矿的相稳定性和光电性能。
机械耐受性提升：首次揭示了卤素分布均匀性与机械性能的关联，优化后的钙钛矿薄膜表现出优异的抗压和抗弯曲能力，适用于柔性器件和压力环境应用。
高效与稳定性兼具：CsPbI₂₈Br₀₂和Cs₀₂FA₀₈PbI₁₉Br₁₁电池效率分别突破21%和20%，且在1500小时连续光照后效率保持率超过90%，为实际应用奠定基础。
Y. Yue, W. Zhang, R. Yang, Y. Wang, X. Bian, C. Qu, S. Yue, S. Li, W. Shi, Y. Li, H. Zhou, Y. Zhang, Lead Derivative-Based Precursor Engineering Enables Halogen-Uniform Perovskite Solar Cells with Enhanced Stability and Mechanical Tolerance. Adv. Mater. 2025, 2502277.
https://doi.org/10.1002/adma.202502277
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