钙钛矿/钙钛矿/晶硅三结太阳能电池的理论肖克利-奎伊瑟极限为49.4%，超过钙钛矿/晶硅两端叠层电池45.1%的理论极限。然而，目前报道的钙钛矿/钙钛矿/晶硅三结电池效率远低于当前钙钛矿/晶硅两端叠层电池效率。实际上，当钙钛矿组分中溴化物比例超过20%时，所得宽带隙钙钛矿会因高缺陷密度和光照下加剧的卤化物偏析而产生非辐射复合损失。特别是在三结叠层电池中，当溴化物比例超过50%的超宽带隙钙钛矿中，这些问题更为突出，因为更高的Br/I比会加剧缺陷形成和卤化物相分离，导致功率转换效率降低及在各种器件运行条件下的不稳定性。因此，实现稳定高效三结叠层电池的首要挑战源于超宽带隙钙钛矿（1.9-2.0 eV）的本征相不均匀性。其次，界面处的高密度缺陷也是导致钙钛矿太阳能电池功率转换效率损失和性能衰减的重要因素，而对于本征缺陷密度高的超宽带隙钙钛矿而言，界面缺陷引起的效率和稳定性问题更为严重。

我们将1,4-苯二胺二氢碘化物（PEDAI）引入到1.93 eV超宽带隙钙钛矿组分中。PEDA⁺阳离子与[PbX₆]⁴⁻八面体之间的强相互作用稳定了钙钛矿晶格，提高了离子迁移能垒，从而显著增强了在各种老化条件下的相稳定性。结合使用3-(甲硫基) 丙胺氢碘化物（3MTPAI）进行界面处理以钝化界面缺陷并优化界面能级对齐，我们实现了1.93 eV带隙钙钛矿太阳能电池16.09%的单结效率。此外，钙钛矿/钙钛矿/晶硅三结叠层电池获得了26.18%的认证效率以及高达3.148 V的开路电压。封装后的三结器件在模拟太阳光照条件下，经过1500小时连续最大功率点追踪后，仍保持其初始效率的96%以上，是目前已报道的三结叠层太阳电池最优稳定性水平。

图1：光照条件下对照薄膜与PEDAI超宽带隙钙钛矿薄膜的光学、形貌及结构演变。
在连续光照720 s过程中，（a）对照薄膜和（b）PEDAI薄膜的光致发光（PL）光谱随时间的演变。（c）对照薄膜和PEDAI薄膜的PL波长随时间的变化。（d）对照薄膜和（e）PEDAI薄膜在手套箱中1个太阳光照老化48小时前后的SEM图像。（f）未老化的以及在手套箱中1个太阳光照老化后的超宽带隙钙钛矿薄膜的X射线衍射（XRD）图谱随时间的演变。（g）对照薄膜和PEDAI薄膜的Arrhenius图及提取的活化能。（h）对照薄膜和PEDAI薄膜的Pb 4f核心能级的XPS谱图。（i）对照薄膜和PEDAI薄膜的掠入射广角X射线散射（GIWAXS）图谱。

图2：对照薄膜与PEDAI薄膜的光稳定性和载流子动力学。（a）对照薄膜和PEDAI薄膜的透射电子显微镜图像，以及（b）对应方形区域的面间距轮廓及其数值。（c）对照薄膜和（d）PEDAI薄膜的PL Mapping分布图。（e）对照薄膜、PEDAI薄膜和BIE薄膜的PL光谱、（f）时间分辨光致发光（TRPL）光谱以及（g）准费米能级分裂（QFSL）。（h）对照薄膜、PEDAI薄膜、BIE薄膜与C60之间的能级示意图。

图3：1.93 eV钙钛矿单结器件的光伏性能表征。（a）同一批次（0.049 cm²）中对照器件、PEDAI器件和BIE器件的光伏参数：开路电压（Voc）、填充因子（FF）、短路电流密度（Jsc）和功率转换效率（PCE）。（b）冠军对照器件、PEDAI器件和BIE器件的电流密度-电压（J-V）曲线，（c）外量子效率（EQE）光谱，以及（d）稳定功率输出。（e）对照器件、PEDAI器件和BIE器件的开路电压随光强变化的演变关系。（f）对照器件、PEDAI器件和BIE器件的Urbach能量图，以及（g）电化学阻抗谱（EIS）。

图4：单片钙钛矿/钙钛矿/晶硅三结叠层太阳电池的光伏性能。（a）钙钛矿/钙钛矿/晶硅叠层太阳电池的结构示意图。（b）所制备三结叠层太阳电池的截面扫描电子显微镜（SEM）图像。（c）三结器件的实物照片，面积为2.5 cm × 2.5 cm。（d）冠军三结器件（孔径面积1.17 cm²）的电流密度-电压（J-V）曲线和（e）外量子效率（EQE）光谱。（f）未封装冠军三结器件在空气中连续1个太阳光照下持续800 s的最大功率点跟踪（MPPT）测量结果。（g）封装后的BIE三结器件在AM 1.5G全光谱连续光照下的MPPT。（h）已报道的基于超宽带隙的钙钛矿/钙钛矿/晶硅和钙钛矿/钙钛矿/钙钛矿三结叠层太阳电池的最大功率点跟踪结果汇总。