中国科学院（CAS）的研究人员开发出一种四端子叠层太阳能电池，该电池以宽带隙钙钛矿为顶部电池、以铜铟镓硒（CIGS）为底部电池，并通过配位工程技术解决了宽带隙钙钛矿材料的稳定性难题。叠层器件在连续运行2000小时后仍保持初始效率的91%以上，整体效率达到29.71%。

宽带隙钙钛矿吸收层长期面临光诱导相分离和卤化物离子迁移导致的性能衰减问题。研究团队指出，欠配位铅缺陷及相关卤化物空位是引发不稳定的关键因素——这些缺陷不仅充当复合中心，扰乱局部晶格环境，还为卤化物离子迁移提供了通道。传统后处理钝化策略虽能在结晶后减少部分缺陷，但对薄膜生长过程中的缺陷形成控制有限，长期运行时光诱导卤化物偏析仍难以抑制。

为此，研究人员采用含硫有机化合物双（2-吡啶基甲基）硫醚（2PyS），精细调控钙钛矿层中铅（Pb）离子的局部配位环境。2PyS与碘化铅（PbI₂）的结合强度高于常用溶剂二甲基甲酰胺（DMF）和二甲基亚砜（DMSO），能够在钙钛矿形成过程中更有效地调节铅离子的配位环境，从而影响结晶过程。原位光致发光测量显示，2PyS可调节结晶动力学、抑制快速成核并促进更均匀的薄膜生长，最终减少非辐射复合、增强结构完整性和相稳定性。

顶部钙钛矿电池采用氧化铟锡（ITO）前电极、氧化镍（NiOx）空穴传输层、自组装单分子层（SAM）界面层、钙钛矿光吸收层、C60富勒烯电子传输层、氧化锡（SnO₂）缓冲层、ITO透明电极和银（Ag）金属接触。底部CIGS子电池由钼（Mo）背电极、CIGS吸收层、硫化镉（CdS）缓冲层及氧化锌基窗口层（本征氧化锌i-ZnO和铝掺杂氧化锌Al:ZnO）构成。

测试结果显示，独立CIGS底部电池在全光谱照明下实现19.65%的功率转换效率；在半透明钙钛矿顶部电池下方运行时，因光谱滤波导致可用入射光减少，子电池效率降至7.5%。顶部电池效率为22.21%，集成后的四端子（4T）叠层器件总效率达到29.71%。研究团队称，这是迄今报道的钙钛矿/CIGS四端子叠层太阳能电池中最高效率之一。

相关成果以“Coordination-regulated defect suppression enables stable wide-bandgap perovskites for efficient perovskite/CIGS tandem solar cells”为题发表在IPOScience上。