近日，美国国家可再生能源实验室更新了效率图，如图我们可以看到单结钙钛矿-硅叠层太阳能电池的最新效率为29.5%，而OPV的最新技术刷新至18.2%,上海交通大学刘烽老师团队联合北京航空航天大学共同创造。
上海交通大学刘烽老师团队和北京航空航天大学合作使用四元共混物，实现了体异质结有机光伏有源层中双级联能级的对准，从而实现了有效的载流子分裂和传输。通过组分的化学组成，为优化光吸收，载流子传输和电荷转移态能级提供了许多途径。通过电子结构和形态优化，开路电压，短路电流和填充因数同时得到改善，PCE达到破纪录的18.07%。供体和受体的化学结构提供了对电子结构和电荷转移态能级的控制，从而能够控制空穴转移速率，载流子传输和非辐射复合损失。
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在有机太阳能电池中，将分子堆积从边缘取向调控至更优的面取向有利于改善垂直电荷传输和光伏性能。然而，由于加工条件复杂，实现这一结构转变的精确控制仍面临重大挑战。
柔性钙钛矿太阳能电池（pero-SCs）是硅基光伏的有力补充，但其稳定性尤其在长期潮湿环境下仍远低于工业标准，这主要是由于水分子可透过柔性塑料基板渗透进入器件。传统疏水夹层虽能阻隔水分，但通常与极性钙钛矿前驱液不相容，因此难以用于钙钛矿薄膜下方。
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》。
传统有机太阳能电池（OSCs）中，非辐射复合损失严重制约了其效率提升。近年来，大环π共轭结构因其可抑制分子振动、增强发光特性而备受关注，但其聚集行为往往不利于电荷传输。中南大学邹应萍团队 设计并合成了系列构象锁定的环状受体分子RCM-C6、RCM-C5、RCM-C4，通过调控烷基链长度优化分子平面性与堆积行为，在显著提升光致发光量子产率（PLQY > 14%）的同时，实现高效电荷传输，最终构筑出效率高达17.1%的OSC器件，创下大环受体体系效率纪录。该研究以“Conformationally Locked Macrocyclic Acceptors with Enhanced Photoluminescence for High-Efficiency Organic Solar Cells”为题发表于《Advanced Materials》。
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。
单片钙钛矿/CuSe串联太阳能电池在串联构型中具有独特优势，包括理想的带隙配对、全薄膜结构、优异的抗辐射能力和出色的稳定性。这项工作使单片钙钛矿/CIGS串联电池与领先的钙钛矿/硅和钙钛矿/钙钛矿技术相媲美，为下一代光伏技术提供了可扩展、多功能的框架。研究亮点：效率突破：研制出效率超过30%的单片钙钛矿/CIGS串联太阳能电池，创造了该体系的新纪录，显著缩小了与钙钛矿/硅串联电池的效率差距。
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。
我们揭示了掺杂机制，并证明此类掺杂剂可将钙钛矿/OSC异质结处的空穴提取效率提升45%。使用金属茂盐掺杂剂的钙钛矿/OSC光活性层，相比使用传统LiTFSI基掺杂剂的薄膜，对湿气诱导降解的耐受性显著增强。显著增强器件界面稳定性与空穴提取金属茂盐掺杂剂及其反应副产物中性二茂铁能有效钝化钙钛矿表面，诱导能带弯曲并形成表面杂化态，从而提升空穴提取效率。
本文苏州大学袁建宇等人报道了一种高效的原位熵配体工程策略，使用双磷酸酯来提升有机-无机杂化FAPbI量子点的分散性和电荷传输性能。研究亮点：效率突破：认证效率达18.23%通过DEHP熵配体工程，量子点太阳能电池实现18.68%的最高效率，是目前报道的最高效率之一，彰显该策略在提升器件性能方面的强大潜力。
兼具高光电效率与机械弹性的有机太阳能电池对于可穿戴设备至关重要。本文天津大学叶龙等人引入一种广泛适用的策略，使用弹性体SEEPS，其通过精细调节与受体的相容性来实现OSCs的增韧。SEEPS诱导显著的次级弛豫以耗散应变能，使断裂应变提高超过11倍。
无机钙钛矿太阳能电池实现了超过21%的创纪录效率。团队成功解决了长期存在的难题，发明了一种在完全无机钙钛矿太阳能电池上制造耐用保护层的方法。解决退化问题限制钙钛矿太阳能电池采用的主要障碍是快速降解，暴露于湿度、温度或压力等波动的大气条件下，会导致钙钛矿材料在效率和材料性能上迅速下降。
