据国家知识产权局公告，比亚迪股份有限公司申请一项名为“一种反式钙钛矿太阳能电池及其制备方法“，公开号CN117479553A，申请日期为2022年7月。
专利摘要显示，本发明涉及太阳能电池技术领域，公开了一种反式钙钛矿太阳能电池及其制备方法。该反式钙钛矿太阳能电池包括基底、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层和电极，其中，所述电子传输层为一层或两层以上，且至少一个电子传输层的材料为氮化钛。按照本发明所述的反式钙钛矿太阳能电池，通过以氮化钛单独作为电子传输层或者与传统的电子传输层复合使用，能够高效地提取电子，提高电子的传输效率，提高电池的短路电流，提高电池光电转换效率。
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效率：DCA-1F共SAMs器件表现最优，冠军PCE26.11%，开路电压1.179V，短路电流密度25.89mA/cm，填充因子85.49%；DCA-0F、DCA-2F共SAMs器件PCE分别为25.21%、25.05%，均高于纯MeO-2PACz对照组。稳定性：30-50%湿度环境下储存1000小时，DCA-1F共SAMs器件保持90%初始PCE；1太阳光照下最大功率点跟踪1000小时，仍维持～90%效率，而纯MeO-2PACz器件500小时后效率衰减超50%。DCA分子与MeO-2PACz在溶液状态下自聚集行为的示意图。近期报道的基于共自组装单分子层策略的高效钙钛矿太阳能电池性能汇总。
近期，中国科学院半导体研究所游经碧研究员领导的团队发现，基于MACl制备的钙钛矿薄膜存在垂直方向上氯分布不均匀的问题，主要原因是MACl中的氯离子在钙钛矿结晶过程中迅速迁移至上表面引起富集。基于所开发的氯元素均匀分布的钙钛矿薄膜，团队研制出经多家权威机构认证、光电转换效率为27.2%的钙钛矿太阳能电池原型器件。该研究实现了钙钛矿太阳能电池效率与稳定性方面的协同提升，将为其产业化发展提供重要支撑。
自组装单分子层已成为钙钛矿太阳能电池中一类重要的界面材料，能够调控能级、提升电荷提取效率，并改善器件效率与稳定性。其中，基于膦酸的自组装单分子层因其可与透明导电氧化物形成共价键，作为超薄、透明且可调控的空穴传输层而备受关注。解决这些挑战是将SAMs推向商业化钙钛矿太阳能产品的关键。
香港科技大学周圆圆、香港理工大学蔡嵩骅等研究团队，通过低剂量扫描透射电子显微镜首次在铯掺杂混合阳离子钙钛矿薄膜中，发现了一种新型亚稳态晶粒内杂质纳米簇。核心技术亮点首次发现晶粒内隐藏杂质：利用超低剂量扫描透射电镜，首次在原子尺度上直接观测并解析了隐藏在钙钛矿晶粒内部的亚稳态ABX型杂质纳米团簇的晶体结构。
胺基末端配体，无论是直接使用还是以二维钙钛矿的形式使用，都是钙钛矿钙化剂中的主要缺陷钝化剂，并且显著推动了各种钙钛矿太阳能电池达到最高效率。然而，即便是这些最先进的钙钛矿太阳能电池，在运行过程中仍会迅速降解，这引发了对钝化耐久性的担忧。总之，研究结果揭示了一种普遍机制，即紫色光/紫外光线会导致胺基端配体的去钝化，而这类配体是钙钛矿太阳能电池的主要缺陷钝化剂。
Empa、四川大学、国立清华大学、FluximAG、苏黎世联邦理工学院和斯洛伐克科学院的研究人员证明，超薄PEDOT：PSS中的垂直相分离会产生界面偶极，限制柔性钙钛矿叠层电池性能，而将曲拉通加入PEDOT：PSS可抑制这些偶极子并提升器件效率。柔性全钙钛矿叠层太阳能电池和微型模块。本研究不仅揭示了PEDOT：PSS中界面偶极子作为钙钛矿叠层中的隐藏损耗机制，还提供了一种可扩展的克服方法。
2012年，我们首次报道了长期稳定的固态钙钛矿太阳能电池，开辟了一个新领域，并引发了认证功率转换效率超过27.3%，超越了单晶硅太阳能电池的效率。如今，随着钙钛矿/硅叠层器件效率接近35%，钙钛矿太阳能电池已成为满足2050年净零碳排放目标所需太瓦级需求的主要候选者。展望未来，钙钛矿太阳能电池已准备好进入市场，预计钙钛矿/硅叠层器件将首先出现，随后是高效单结器件。固态钙钛矿太阳能电池的发现钙钛矿是具有ABX3通式的化合物。
基于锡的卤化物钙钛矿太阳能电池是一种极具前景的无铅替代方案，具有适宜的带隙和强光吸收特性，但其器件性能受制于显著的开路电压和填充因子损失。尽管相关研究已取得一定进展，但由于氧化化学、缺陷物理及界面能学的耦合作用，锡基钙钛矿太阳能电池的开路电压与填充因子性能仍难以媲美铅基钙钛矿太阳能电池。
通过对钙钛矿/C界面进行分子调控以减少缺陷密度，对实现高效稳定的倒置型钙钛矿太阳能电池至关重要。然而，取代基柔韧性对钝化性能的影响仍未得到充分理解。研究发现，柔性中心取代基显著增强了吡啶基团的电子云密度，从而提升了其钝化能力，同时抑制了分子聚集并促进了更好的界面接触。
咔唑基自组装单层膜作为倒置钙钛矿太阳能电池中的空穴传输层被广泛使用，但它们在溶液中易形成胶束，导致界面均匀性下降。本文苏州大学袁建宇等人设计并成功合成了一系列氟化共轭SAMs，开发出一种用于高性能倒置PSCs的共SAM体系。基于DCA-0F、DCA-1F和DCA-2F共SAMs制备的倒置PSCs分别实现了25.21%、26.11%和25.05%的冠军光电转换效率。共SAM策略实现高效稳定器件：DCA-1F与MeO-2PACz共混形成均匀单层，使倒置PSCs效率提升至26.11%，并在MPP跟踪1000小时后保持约90%初始效率。
通过在亚稳区进行连续溶质补给的晶体生长，有效清除了微米级深度的碘空位；随后采用有机铵后处理进一步消除最表层残留空位。这种协同策略显著优化了载流子传输并抑制了非辐射复合，从而将单晶钙钛矿太阳能电池的效率从22.8%提升至25.5%。效率与稳定性同步大幅提升：单晶钙钛矿太阳能电池效率从22.8%提升至25.5%，同时T工作寿命从200小时延长至1000小时，是目前报道中效率最高、稳定性最突出的单晶钙钛矿太阳能电池之一。
