近日东南大学熊仁根团队、游雨蒙课题组在“分子铁电材料”领域再次取得重要研究进展，他们首次发现无金属钙钛矿型铁电体，为钙钛矿这一重要的材料家族增添了新的成员。
由于此次发现无金属钙钛矿型铁电体没有金属元素，无金属钙钛矿材料将具备柔韧性、易加工、低能耗，低污染等特质，其内在的有机组成能为该材料带来更广泛的应用前景。据介绍，因为具备生产成本低等诸多优势，钙钛矿太阳能电池被视为最有希望取代传统石化能源的新能源电池之一。目前市场上的硅太阳能电池的效率也开始步入“瓶颈期”，在这一背景下，拥有生产成本低、生产原料和工艺简单、生产过程绿色环保等优点的钙钛矿太阳能电池，开始获得越来越多的关注。
据统计，2016年全球硅太阳能电池较2011年增长幅度接近3倍，国内厂商占据领先位置。随着光伏产业补贴逐渐淡出，对成本的控制成为光伏业能否真正参与市场竞争的决定性因素。此次钙钛矿的新突破，有望在太阳能领域进一步取代传统电池，加速光伏产业的转型升级。
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西安交通大学梁超等人提出一种原位双界面调控策略：在前驱体溶液中引入平面刚性电子给体四硫富瓦烯（TTF）。TTF与锡-铅钙钛矿前驱体组分间的电子给-受相互作用，辅以TTF原位自组装在钙钛矿体相及上下界面的双重富集，协同调控结晶动力学、均化Sn氧化态、促进载流子在体相与双界面处的抽取与输运，并稳固钙钛矿晶格。
然而，缺陷阻碍了LSS薄膜实现有效的导电性。本工作不仅为基于溶液法制备硫族钙钛矿薄膜提供了可扩展的路径，也为开发用于透明电子器件的p型透明导电材料提出了新策略。
钙钛矿太阳能电池（PSCs）在湿度、光照和高温等条件下的稳定性已取得显著进展，但仍面临反向偏压下的衰减问题，其主要原因在于碘离子（I⁻）的不可逆迁移。
不对称分子设计是提升非富勒烯受体（NFA）性能的有效策略之一，但以往研究多集中于横向（左右）不对称性。大阪大学Akinori Saeki团队创新性地提出了双面不对称（bifacial）的手性分子设计策略，合成并研究了基于茚并二噻吩（IDT）核心的手性NFA分子：(S,S)-IE4F与(R,R)-IE4F。该设计不仅在垂直方向引入偶极矩，还赋予分子手性，首次在有机太阳能电池（OSC）的体异质结中实现了显著的手性诱导自旋选择性（CISS）效应（自旋极化率高达~70%）。基于纯手性分子构筑的OSC器件取得了8.17%的光电转换效率，是其非手性异构体（meso-IE4F，效率2.36%）的三倍以上。该研究以“Chiral Bifacial Non-Fullerene Acceptors with Chirality-Induced Spin Selectivity: A Homochiral Strategy to Improve Organic Solar Cell Performance”为题发表在《Angewandte Chemie International Edition》。
屋顶太阳能电池板通常由晶体硅制成，其光电转换效率约为 25%。金属卤化物钙钛矿作为一类半导体材料，被认为是极具潜力的下一代太阳能电池材料，有望实现单晶硅电池难以企及的转换效率。采用钙钛矿制备叠层太阳能电池是一种前景尤为广阔的技术路径，这类电池的核心设计是将多种不同的光活性材料进行分层堆叠。
富勒烯基电子传输层常用于锡基钙钛矿太阳能电池以实现高功率转换效率，但其存在成本高、合成复杂、电子迁移率低以及与钙钛矿相互作用有限等问题。该研究展示了非富勒烯ETL在锡基钙钛矿光伏中的潜力。研究亮点：高效率与大尺寸兼备：采用非富勒烯ETL材料P3，实现了小面积16.06%和大面积14.67%的高效率，且均通过第三方认证，为锡基钙钛矿太阳能电池的大面积化提供了可行路径。
12月1日获悉，工程材料研究院新能源光伏技术团队自主研制的1.68eV（电子伏特）宽带隙钙钛矿太阳能电池，经权威第三方专业测试机构认证，以25.05%的光电转换效率第3次刷新世界纪录，在钙钛矿光伏技术领域持续领跑，为中国石油加快大型清洁电力基地建设和油田分布式清洁能源替代奠定了坚实基础。
传统的富勒烯C60虽然是钙钛矿太阳能电池中常用的电子提取材料，但它有两个明显的缺点：一是在溶液里容易抱团，溶解性差；二是和钙钛矿的“互动”太弱，导致界面能量损失。磷官能团的引入，就像给富勒烯装了“抓手”，既提高了它的溶解性，又让它能牢牢地抓住钙钛矿表面。效率与稳定性兼得：该策略不仅将电池效率推高至25.62%，更在长达1000小时的连续光照测试中表现出极强的稳定性，为实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池提供了新思路。
图3：PM6:L8-BO器件中S-di-NBr效率19.66%居首，D18:L8-BO进一步提升至20.53%，优于PNDIT-F3N；电荷抽取/复合抑制全面领先。图5：钙钛矿电池中12mgmLS-di-NBr旋涂给出26.53%效率，高于蒸镀C60的26.03%；55°C600h与连续光照均保持95%初始性能。S-di-NBr在有机太阳电池中实现20.53%效率并刷新厚度耐受，在钙钛矿电池中旋涂即可达26.53%效率，且热/光稳定性显著优于C60与单体，为高效稳定薄膜光伏提供了可规模化的新型阴极界面材料。
两亲性聚合物共网络由纳米尺度相分离的亲水和疏水域组成，近年来在被动光子学应用中引起关注。掠入射广角X射线散射表明，发光团的分子平面性和二面角通过范德华相互作用影响BHJ的堆叠，进而影响电荷传输。研究亮点：创新性引入APCNs作为多功能支架：利用其纳米相分离结构，成功将亲水性下转换发光团与疏水性PM6:Y6体异质结在空间上隔离，解决了材料不相容和能级不匹配问题。
论文提出以生物质衍生的绿色溶剂γ- 戊内酯（GVL）为钙钛矿前驱体溶剂、乙酸正丁酯（BAc）为反溶剂，解决了传统有毒溶剂（DMF/DMSO）的环境危害与前驱体不稳定问题；GVL 基 FAPbI₃前驱体墨水可稳定储存一年，结合三丁基甲基碘化铵（TBMAI）形成的一维钙钛矿类似物（perovskitoid）钝化缺陷，最终小面积钙钛矿太阳能电池（PSCs）功率转换效率（PCE）达25.09%，12.25 cm²迷你模组经认证效率20.23%，为PSCs 规模化绿色制备提供关键方案。
