钙钛矿/ Cu(In,Ga)Se2 (CIGS)串联结构(理论效率>40%)兼具柔性与轻量化优势，适用于可穿戴设备及建筑光伏领域。但当前效率(最高26.7%)仍低于理论值，主要瓶颈在于宽带隙(1.6-1.75 eV)钙钛矿顶部电池的制备：混合组分导致结晶过程复杂化，引发晶粒缺陷、开路电压损失及卤化物相分离问题，最终影响器件性能。

宽带隙钙钛矿(WBG PSC)的表面缺陷钝化对提升光伏性能至关重要。目前采用苯乙铵(PEA⁺)等芳香铵钝化剂和Me-4PACz自组装单分子层(SAM)作为空穴传输层，使钙钛矿/CIGS串联电池效率达24.2%。但该体系仍存在显著缺陷：开路电压仅1.77V，填充因子71.2%，主要受限于(1)钝化不彻底(单靶点/弱吸附缺陷);(2)电荷传输受阻(电阻性钝化层/电子结构缺陷);(3)动态失稳(光热应力导致钝化剂脱附)。这些因素共同导致器件效率与寿命未达理论预期。

北京理工大学陈棋教授、姜岩教授 等研究人员证明了广泛使用的钝化剂(即PEA+)在光热应力下会解吸，从而导致器件性能中的钝化失败。进一步引入了一种具有精心设计的功能团和高电偶极矩的芳香族铵阳离子块状钝化剂(即4-(2-氨基乙基)苯磺酰氟)。该钝化剂实现了独立于钙钛矿终止的多位点缺陷钝化。重要的是，强多位点键合抑制了钝化剂解吸，增强了对光热应力的抵抗力并有效减轻了WBG钙钛矿中的相分离。此外，所得钙钛矿薄膜显示出不存在低电导率产物(例如低维相)并且形成表面的电子结构有利于电荷传输。由此产生的p–i–n WBG(1.68 eV)PSC实现了23.50%的最高PCE，在1000小时的连续单太阳光照下几乎无衰减。相应的钙钛矿/CIGS TSC实现了27.93%的稳态PCE(认证值为27.35%)，并且在约38°C的连续光照下进行420小时的最大功率点(MPP)跟踪后仍能保持其初始效率。

相关研究成果以“Inhibiting defect passivation failure in perovskite for perovskite/Cu(In,Ga)Se2 monolithic tandem solar cells with certified efficiency 27.35%”为题发表在Nature Energy上。

开发了一种坚固的钝化剂(TAR 3) ：该研究引入了一种名为4-(2-氨基乙基)苯磺酰氟 (TAR 3)的新型体相钝化剂，它具有高电偶极矩和特定的功能组，解决了传统钝化剂(如PEA)常见的钝化剂脱附问题。

抑制钝化剂脱附并增强对光热应力的抵抗力 ：TAR 3的强多位点键合有效地抑制了其脱附，并增强了钙钛矿对热和光照联合应力的抵抗力，这与PEA的脱附导致钝化失效的情况相比，是一个显著的改进。

有效缓解相分离和抑制离子迁移 ：研究表明，TAR 3能有效缓解宽带隙钙钛矿中的相分离，并显著抑制离子迁移，这两点对器件的稳定性至关重要。

实现了高功率转换效率和长期稳定性 ：应用TAR 3使宽带隙钙钛矿太阳能电池的功率转换效率(PCE)达到23.50%(连续运行1000小时后降解可忽略不计)，而钙钛矿/Cu(In,Ga)Se2串联太阳能电池的认证PCE达到27.35%(稳态27.93%)，并能稳定运行超过420小时。

这项研究证明，带有精心设计的功能团(即磺酰氟基团)的芳香族铵阳离子可以有效抑制钝化失效，实现多位点缺陷钝化，并促进WBG钙钛矿的载流子传输。这一进展使1.68 eV钙钛矿的VOC和FF接近其理论极限，从而使WBG PSC(PCE> 23%)和钙钛矿/CIGS TSC(经认证的PCE> 27%)的效率显著提升。更重要的是，TAR 3钙钛矿薄膜即使在200个太阳辐射下也能消除相分离，确保单结和钙钛矿/CIGS TSC在持续的光照和热复合应力下保持稳定的长期运行稳定性。这些发现凸显了该钝化策略在推进高耐用性和高效钙钛矿基光伏技术方面的潜力。