近日,在线德州扑克-德州扑克线上平台
程树英教授团队提出高熵多组分调控策略,实现了二维钙钛矿室内光伏效率与稳定性的同步提升。相关成果以福州大学为第一完成单位,在国际顶级期刊Cell姊妹刊Matter(Matt. 2026, 103086)上发表。博士毕业生王仁杰与博士研究生程灿为论文共同第一作者,吴炯桦副教授和程树英教授为共同通讯作者。
室内光伏利用室内照明为低功耗电子设备供电,在物联网、智能家居等领域具有广阔应用前景。二维钙钛矿具有结构可调、环境稳定性好等优势,是室内光伏的重要候选材料。然而,其薄膜中不均匀的相分布、不利的晶体取向及缺陷引起的非辐射复合损耗,限制了弱光条件下的电荷输运与能量转换,如何兼顾高效率与长寿命仍是关键挑战。
针对上述问题,程树英教授团队在Dion–Jacobson(DJ)相二维钙钛矿中引入含2至6个碳原子的五种烷基二铵间隔阳离子,在保持平均碳链长度不变的条件下,构建了由低熵到高熵的材料体系。多组分协同作用显著抑制了中间n值相的形成,使相分布更加均匀,并促进晶体沿垂直基底方向生长;同时,通过增强氢键作用减少深能级缺陷,抑制非辐射复合与离子迁移。优化器件在1000 lux、3000 K LED照明条件下实现了35.06%的光电转换效率和1055 mV的开路电压,效率较对照器件相对提升近40%。在LED持续照明的最大功率点跟踪测试中,器件运行超过1800小时仍保持初始效率的90%以上。团队还利用串联封装器件为储能电容充电并驱动温湿度传感器,验证了其室内自供能应用的可行性。该研究揭示了高熵多组分设计对二维钙钛矿相结构与缺陷的协同调控作用,为开发高效稳定的室内光伏器件提供了新思路,对推动室内自供能物联网技术发展具有积极意义。

图1. 高熵多组分设计调控二维钙钛矿相结构及提升室内光伏效率与稳定性的示意图。
原文链接://doi.org/10.1016/j.matt.2026.103086