在光伏技术的前沿，钙钛矿-有机叠层太阳能电池被视为最具潜力的“明日之星”。

它通过将宽禁带钙钛矿（吸收高能紫外和可见光）与窄禁带有机材料（吸收近红外光）纵向堆叠，能更充分地利用太阳光谱，从而突破单结电池的理论效率极限。

然而，理想很丰满，现实很骨感。作为关键的前电池，高溴（Br）含量的宽禁带钙钛矿有一个“先天顽疾”——卤素相分离。

这个问题分两步走：

• 第一步，埋下“种子”：在钙钛矿薄膜结晶时，由于碘化铅（PbI₂）和溴化铅（PbBr₂）的溶解度与结晶速度差异巨大，很容易形成富碘和富溴的初始不均匀区域。
• 第二步，光照“引爆”：在光照运行下，光生空穴会优先在低带隙的富碘区域聚集，而材料缺陷又会降低离子迁移的门槛，在热力学和动力学上共同加速卤素分离。

这场“内战”会导致严重的能量损失，并加速器件性能衰减，成为制约叠层电池发展的核心瓶颈。

直到今天，中国科学院化学研究所李永舫院士和孟磊研究员团队想出了一个极具创新性的解法。

他们不跟相分离硬刚，而是给钙钛矿装上了一款“智能稳定器”——一种能在不同阶段“进化”的光致可转化添加剂。

成果于2026年7月13日发表于《自然》 。

经第三方机构认证，其钙钛矿-有机叠层太阳能电池的稳态光电转换效率达到了28.04%，刷新了该类器件效率的世界纪录。同时，器件在持续光照运行625小时后，仍能保持初始效率的90%。

一个分子，分饰两角

这款“智能稳定器”名为4-[3-(三氟甲基)-3H-双吖丙啶-3-基]苄胺（简称TDB）。它的精妙之处在于，能在钙钛矿电池的制造和工作两个阶段，依次发挥完全不同的关键作用。

阶段一：结晶期，做“秩序官”

在钙钛矿薄膜结晶时，TDB分子通过分子间的多点位相互作用，像一个“秩序官”一样，抑制富溴相的快速析出，促进碘和溴的均匀混合，从根源上提升了初始薄膜的卤素均匀性。

阶段二：运行时，做“守门员”

在器件光照运行时，TDB分子在紫外光照射下发生光化学转化，“进化”成一种新物质——4-(三氟乙酰基)苄胺（简称TAB）。

这个“进化”后的新分子（TAB）拥有更大的偶极矩，能更强劲地吸附在钙钛矿晶界表面。它像一个“守门员”，通过有效抑制碘相关缺陷的形成，阻断缺陷辅助的载流子捕获和离子迁移，从而在根源上缓解了光致卤素相分离。

图1 | TDB添加剂调控宽禁带钙钛矿结晶与稳定性的机制。

从单结到叠层的全面突破

得益于卤素混合均匀性和晶体质量的显著提升，团队制备的宽禁带钙钛矿单结电池（带隙1.88 eV）开路电压高达1.42 V，填充因子85.13%，效率达20.01%.

图2 | 宽禁带钙钛矿太阳能电池的光电性能。

光致转化：在运行中“进化”的动态守护

TDB分子中的三氟甲基双吖丙啶基团是一个光活性基团。在紫外光照射下，TDB释放氮气（N₂），生成卡宾中间体，最终在氧气存在下转化为新物种TAB。

图3 | TDB的光致转化与缺陷抑制机制。

效率与稳定性双丰收

通过这种“全阶段调控”策略，团队交出了一份漂亮的成绩单：

• 世界纪录效率：经第三方机构认证，稳态光电转换效率达到28.04%。
• 实验室冠军值：实验室测得的最高光电转换效率为28.80%。
• 高电压输出：其宽禁带钙钛矿子电池实现了1.42 V的开路电压和85.13% 的填充因子。
• 卓越稳定性：在持续光照运行625小时后，仍能保持初始效率的90%。

研究意义

第一，为卤素相分离这个“老大难”问题提供了全新解法。

这项研究的精髓在于分阶段精准调控——同一个分子，在不同的时间点“变身”，干不同的活。这为设计更智能的材料提供了新思路。

第二，让钙钛矿-有机叠层电池从“惧光”走向了“驭光”。

TDB/TAB这套“组合拳”不仅打破了效率纪录，还大幅提升了运行稳定性。这证明了钙钛矿-有机叠层路线不仅仅是“纸上谈兵”，而是具备了走向实际应用的潜力。

第三，为未来轻质、柔性、甚至太空光伏铺平了道路。

这类电池兼具轻薄与柔性优势，不仅有望用于建筑、交通、可穿戴设备，更因其突出的柔性重量比，未来甚至有潜力登上卫星和空间站，为人类提供更轻便高效的太空能源。

论文信息：Perovskite–organic tandem solar cells with a photo-transformable stabilizer，Nature，2026，DOI: 10.1038/s41586-026-10869-x

总结：

引入光致可转化添加剂TDB→结晶期促均匀混合→运行期“进化”为TAB→抑制缺陷与离子迁移→认证稳态效率28.04%破世界纪录→625小时光照维持90%初始效率。