全钙钛矿叠层太阳能电池显示出突破Shockley–Queisser理论极限的巨大潜力。但其实际应用面临严峻挑战——多尺度物理耦合引发的自增强光-热-机械降解机制，是导致器件失效的关键。这一机制具体表现为：光激发产生载流子，非辐射复合产生局部热量；热量引发晶格膨胀和键振动，产生应力集中；应力导致Sn–I键断裂，形成空位和离子迁移通道；进一步加剧缺陷和非辐射复合，形成恶性循环，最终导致器件在数小时内性能急剧下降。

针对上述瓶颈，中国科学院宁波材料技术与工程研究所葛子义研究员和刘畅研究员等人在前期钙钛矿太阳能电池研究的基础上（Nat. comm. 2025, 16, 7344; Nat. comm. 2025, 16, 4148; Joule. 2024, 8, 1120-1141; Adv. Mater. 2025, 29, 2415627; Adv. Mater. 2025, 22, 2410779; Energy Environ. Sci. 2024,17, 8557-8569; Adv. Mater. 2024, 20 2400852; Adv. Mater. 2024, 36, 2309998; Adv. Mater. 2024, 8, 2309208; Adv. Mater. 2023, 2302752; Angew. Chem. 2023, 135, e202217526），提出分子水平干预策略，通过引入多功能配体三苯基三胺硫代磷酸酯（TPTA），构建基于I-Sn-N配位的晶格稳定网络，从根源上切断光热机械耦合降解路径。利用TPTA的刚性三齿结构、P=S基团与端基三胺的协同作用，实现与多个Sn²⁺的同时配位，强化Sn-I键强度，抑制Sn²⁺氧化；通过TPTA的高偶极矩特性调控电荷分布，均匀Sn-Pb亚晶格间的电子-声子耦合，减少晶格振荡；抑制晶格膨胀和应力积累，降低离子迁移能垒。研究结果表明，该策略实现了在窄带隙（NBG）PSCs中的高稳定性和高效率突破。优化后的NBG器件功率转换效率（PCE）达到23.4%，在最大功率点（MPP）下稳定运行3000小时后仍保持初始效率的90.0%。进一步应用于2T全钙钛矿串联器件后，PCE达到29.6%（认证效率28.9%），这是目前公开报道的全钙钛矿PSCs最高效率之一，在光照下稳定运行900小时后保持初始效率的93.4%。

这一工作不仅揭示了Sn–Pb钙钛矿自增强的光热机械耦合降解机制，还提出了可推广至其他窄带隙体系的稳定化分子设计思路，为实现高效、稳定的全钙钛矿串联太阳能电池提供了重要的材料与方法学支撑。相关研究成果以“Decoupling photothermal-mechanical degradation through lattice-stabilizing networks in Sn–Pb perovskites and all-perovskite tandem solar cells”为题，发表于 Nature Communications（https://doi.org/10.1038/s41467-025-64274-5）。

宁波材料所硕士盘海滨、宁波材料所博士白杨和宁波材料所硕士孙可轩为该论文的共同第一作者，宁波材料所葛子义研究员和刘畅研究员为该论文的通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划（2024YFF1401100）、国家杰出青年科学基金（21925506）、国家自然科学基金（2243000169、U21A20331、81903743、22279151、22275004）以及浙江省“领雁”研发攻关计划（2024C01091）等项目的资助。

图1. TAPB(a)、TAPOB(b)、TPTA(c)添加剂及其静电势；(d) 全钙钛矿叠层太阳能电池器件J-V曲线及其参数

 （光电信息材料与器件实验室 盘海滨）