具有高玻璃化转变温度的半导体聚合物在推进耐热有机光电器件方面发挥着关键作用。鉴于此，2024年5月14日浙江大学Yuyan Zhang&王鹏&袁艺于EES刊发空穴传输交替共聚物用于钙钛矿太阳能电池：硫杂[5]螺旋烯共聚单体优于平面苝噻吩类似物的研究成果，这项研究强调了螺旋烯作为共聚单体在半导体聚合物结构中的巨大潜力。非平面噻[5]螺烯或平面苝[1,12-bcd]噻吩以交替方式与3,4-乙撑二氧噻吩、吩恶嗪和3,4-乙撑二氧噻吩共聚，产生两种四元交替共聚物。与基于苝噻吩的对应物相比，基于硫杂烯的交替共聚物具有更深的HOMO能级，表现出减慢的空穴提取动力学和降低的空穴密度。值得注意的是，由于溶解度增强，基于硫杂环烯的共聚物表现出增加的分子量，这有助于提高玻璃化转变温度和空穴迁移率。当用作正式钙钛矿太阳能电池中的空穴传输材料时，基于硫杂环烯的共聚物表现出较高的平均功率转换效率(25.2%)、增强的热存储稳定性和改进的运行稳定性。
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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。
最终，最优WBGPSC实现了VOC=1.29V、JSC=20.0mAcm、FF=82.8%和PCE=21.27%，对应Shockley–Queisser电压极限的92.8%。这些结果表明，协同缺陷钝化与能级调控对于释放WBG钙钛矿的完整电压潜力均至关重要。研究亮点：突破性电压表现：通过协同表面处理，宽禁带钙钛矿电池开路电压达1.29V，实现Shockley–Queisser理论极限的92.8%，为同类器件中最高之一。高效叠层集成：经处理的宽禁带钙钛矿作为顶电池，与硅底电池组成叠层器件，实现26.8%的光电转换效率与1.91V的高开路电压，展示其在实际叠层光伏中的应用潜力。
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。
论文概览宽带隙钙钛矿的稳定性是实现高效钙钛矿/硅叠层光伏器件的关键，但由于宽带隙钙钛矿中卤化物偏析导致的不稳定性仍然是一个重大挑战。结论展望本研究创新性地提出了一种离子位点竞争策略，通过精心设计的多Cl-源前驱体组分优化，实现了Cl离子在钙钛矿晶格与间隙位点的可控分布。
我们深入研究了BPAH对ETL能级和迁移率的影响，并揭示了其与发光层之间的强相互作用，有效钝化了发光层表面缺陷，促进了电荷传输与辐射复合。研究亮点：一分子双功能：BPAH实现ETL能级调控与界面钝化BPAH分子插入POT2T分子间隙，改善π-π堆叠，提升电子迁移率；其咪唑基团与发光层中未配位Pb配位，增强铅-卤键结合力，有效抑制卤离子迁移与界面缺陷。
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。
论文概览针对倒置结构钙钛矿太阳能电池中钙钛矿/自组装单分子层异质界面机械稳定性差、制约器件长期可靠性的关键瓶颈，青岛科技大学与中国科学院青岛生物能源与过程研究所联合团队创新性地基于软硬酸碱理论，设计并筛选出一系列硫醇（-SH）基交联剂，用于强化界面化学键合并提升稳定性。
论文总览为解决钙钛矿薄膜在喷雾沉积过程中结晶质量差的难题，青岛能源所崔光磊＆邵志鹏、KAUSTStefaanDeWolf、山东师大唐波等人提出了一种“局部高浓度结晶策略”，通过调控溶剂配位环境，在喷涂过程中实现钙钛矿的均匀成核与取向生长。文章以Confinedcrystallizationstrategyenablinghigh-qualityperovskitefilmforadvancedphotovoltaics为题发表在Joule期刊上。图F的对比表明，该效率远超近年来报道的喷涂钙钛矿电池。
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。
