索比光伏网讯:研究人员研制出一种转化效率达6.7%的方案处理型小分子太阳能电池，其性能堪比最好的聚合物太阳能电池，并有可能实现稳定性更佳的大规模生产，新成果发表在11月在线出版的《自然—材料学》期刊上。
有机本体异质结太阳能电池由有机半导体混合物制成，能将太阳光转化为电能。通过印制等方案解决过程储存有机半导体的可能性，让这些材料有潜力应用于弹性大面积光伏设备的大规模生产。今天，最高效的有机本体异质结太阳能电池是用半导体聚合物制成的。由于合成过程的原因，与小分子太阳能电池相比，半导体聚合物的批量生产会在结构和设备性能上出现更大的批量间差异。
通过精心设计，GuillermoBazan和同事研制出一种可用于高效异质结太阳能电池批量生产的小分子半导体，这些设备的性能接近于最好的聚合物太阳能电池。
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论文概览华东师范大学史学亮、方俊锋、李晓东、赵小莉团队报道了通过一锅法山本耦合反应设计并合成了两种新型二氮杂并五苯大环分子。深度精度1.图一系统性地阐释了利用超分子大环捕获碘策略以提升钙钛矿太阳能电池长期稳定性的机理。
虽然更紧密的异质界面有利于单线态激子解离，但也可能增加复合概率。香港科技大学广州吴佳莹、香港理工大学李明杰和马睿杰等人通过光物理分析发现，选用极化率较低的小分子填充这些界面，可在保持激子离域的同时，增强短程迁移率，从而抑制亚纳秒双分子复合损失。
高效宽带隙钙钛矿太阳能电池已将叠层器件效率提升至34.9%，展现出下一代光伏技术的巨大潜力。本研究北京工业大学卢岳和新加坡国立大学侯毅等人通过中间相演化实现了~1.7eV宽带隙钙钛矿的稳定化，并引导其进入自引导晶体生长模式。在沉积初期形成的CsIBr中间相能够引导多晶薄膜沿特定取向生长。突破性热稳定性与寿命：器件在110°C高温下稳定运行超过500小时，室温MPPT寿命预计达7万小时，为宽带隙钙钛矿中最高之一，满足商业化寿命要求。
实现良好调控的电子选择层对于钙钛矿太阳能电池的器件规模化与性能至关重要。尽管苯基-C61-丁酸甲酯是反式钙钛矿太阳能电池中一种极具潜力的电子选择材料，但其在环境应力下会发生二聚化，加速材料降解，并影响高质量PCBM薄膜的制备，从而损害器件的长期运行稳定性和规模化生产。为解决这一问题，我们开发了一种分子掺杂剂FIBA，用于抑制PCBM二聚体的形成。
钙钛矿/钙钛矿/硅三结太阳能电池在低成本下具有高功率输出的潜力，但其发展受限于钙钛矿的相不稳定性，影响了器件的可重复性和性能。最终，钙钛矿/钙钛矿/硅三结太阳能电池在1cm孔径面积上实现了28.7%的效率，并大幅提高了制备的可重复性。三结器件效率与稳定性突破：基于3A修饰的钙钛矿，三结叠层电池效率达28.7%，未封装器件在连续光照800小时后仍保持85%初始效率，为商业化多结光伏奠定基础。
提出分子桥接新策略：为SAM/钙钛矿界面工程提供多功能分子设计范式。深度精度图1：4Br-BPA分子结构及其界面调控机制该图系统展示了4-溴苄基膦酸分子的化学结构及其在钙钛矿太阳能电池中的多功能界面调控作用。结论展望本研究通过引入4Br-BPA分子桥接层，成功实现了倒置钙钛矿太阳能电池界面的多功能协同优化，最终获得26.59%的高效率与卓越的长期稳定性。
空穴选择性接触对提升钙钛矿太阳能电池性能至关重要，但其优化仍面临挑战。本文华中科技大学李忠安、香港城市大学曾晓成和朱宗龙等人提出了一种新方法，将新型p型小分子与钙钛矿薄膜共沉积。DAPA分子中的C-C偶联能够与钙钛矿和基底形成强多锚定相互作用，增强界面电荷传输并抑制钙钛矿层缺陷形成。文章亮点高效稳定的新型小分子设计：通过C-C偶联的DAPA分子抑制了分子间聚集，实现了均匀沉积和强界面结合，显著提升了器件效率和稳定性。
实验室小面积钙钛矿太阳能电池(PSCs)的效率虽已接近27%，但大面积器件的均匀性和长期稳定性仍是产业化的关键瓶颈。传统自组装单分子层(SAMs)材料难以同时满足高效电荷传输、高稳定性和大面积加工的需求。
同时实现有效的缺陷钝化和优异的电荷提取能够最大化钙钛矿太阳能电池（PSCs）的功率转换效率（PCE）。与先前已有的基于异质结的 PSCs 不同，韩国蔚山国立科学技术院&高丽大学研究团队引入一种全新的局域相位调制异质结构，它能够对 PSCs 产生上述效果。在该结构中，我们将大量新开发的有机半导体（CY 分子）掺入整个钙钛矿晶格以及其表面和晶界。 这种局域相位调制异质结构 PSCs 实现了 26.0% 的优异 PCE（认证值为 25.28%）。多种表征证实了掺入 CY 的器件相比未掺入 CY 的参考器件
近年来，在空穴传输层(HTLs)，尤其是自组装单层(SAMs)的辅助下，倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)发展迅速。然而，目前器件性能强烈依赖于 HTL 厚度，其厚度需严格控制在 <5 nm，若 SAM HTL 厚度超过 10 nm，将导致效率大幅损失。在此，华东师范大学方俊锋&李晓冬报道了一种厚度不敏感的聚合物 HTL(P3CT-TBB)，通过 1,3,5 - 三(溴甲基)苯(TBB)对聚 [3-(4 - 羧基丁基)噻吩](P3CT)进行 p 型掺杂制备而成。TBB 可从 P3CT 的噻吩链中夺取电
晶硅-钙钛矿叠层太阳电池因其有望超越单结电池的肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)效率极限，而成为当前全球先进光伏技术研究的热点。受制于短波光子的热驰豫损失，传统晶硅单结太阳电池效率的进一步提升面临瓶颈。为此，科学家们提出将宽带隙钙钛矿与晶硅集成，通过构建串联叠层太阳电池，有效减少载流子热驰豫损失，充分利用太阳光能，实现光电转换效率的突破。叠层太阳电池被公认为下一代超高效先进光伏技术。
