Nat Commun:纳米尺度软相互作用调控的钙钛矿异质结实现高效稳定太阳能电池

来源:知光谷发布时间:2025-10-30 10:42:09

钙钛矿异质结的合理设计对提升钙钛矿太阳能电池(PSCs)的效率和运行稳定性至关重要。然而,传统方法在纳米尺度上精确控制界面相纯度及实现共形异质结覆盖方面面临挑战。

本研究香港城市大学朱宗龙、伦敦帝国理工学院Nicholas J. Long和中南大学李博等人提出了一种“软-软”相互作用引导策略,通过在有机阳离子溶液中引入二甲基硫醚(DMS)作为软路易斯碱添加剂,调控钙钛矿异质结的形成。所得DMS调控的PSCs实现了高达26.70%的卓越能量转换效率(PCE),认证效率为26.48%。器件表现出优异的工作稳定性,在连续1个太阳光照下(ISOS-L-1协议)进行2000小时最大功率点跟踪后,仍保持初始PCE的94%以上。

此外,该“软-软”相互作用策略在多种钙钛矿组分和配体体系中均具普适性,显示出其在可扩展、可重复PSC制备中的潜力。

文章亮点:

  1. “软-软”相互作用调控异质结形成:利用DMS作为软路易斯碱,与钙钛矿表面的软酸Pb²⁺发生强相互作用,有效延缓低维相形成动力学,提升界面相纯度和覆盖均匀性。
  2. 高效且稳定的器件性能:实现最高26.70%(认证26.48%)的能量转换效率,并在连续光照2000小时后仍保持94%以上的初始效率,显著提升器件稳定性。
  3. 广泛适用性与高重复性:该策略在多种钙钛矿组分(如CsFAMA、FA基等)和有机配体(如3F-PEAI、PEAI等)中均有效,器件制备重复性高,标准差低至0.26。

Li, B., Gao, D., Vanin, F. et al.Nanoscale soft interaction-engineered perovskite heterojunctions for highly efficient and reproducible solar cells. Nat Commun16, 9500 (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-64550-4


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202510/30/50011455.html
责任编辑:wanqin
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
西交大梁超AM:29.14%! 全钙钛矿叠层电池! 四硫富瓦烯原位双界面调控实现高效Sn-Pb及全钙钛矿电池!来源:钙钛矿人 发布时间:2025-12-26 10:48:30

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。

34.76%!爱旭两端钙钛矿/异质结叠层电池创新高!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2025-12-25 09:46:04

近日,据外媒报道,本在月初由欧洲能源研究联盟联合计划光伏太阳能组织在布鲁塞尔举办的BecomePV2025会议上,爱旭旗下位于德国的研究机构SolarlabAikoEurope介绍了其基于双端 和三端叠层钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池研究的最新进展。两端钙钛矿/叠层电池的潜力取决于其与现有硅太阳能组件制造工艺的兼容性。据该公司称,基于爱旭的ABC电池的概念验证三端钙钛矿/晶硅叠层技术的早期测试结果表明,该技术具有更高的能量产出和更低的平准化电力成本。

AFM:硫族钙钛矿 LaScS₃-石墨烯复合薄膜实现 p 型透明导电材料来源:知光谷 发布时间:2025-12-24 09:22:19

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。

钧达股份:正积极推进钙钛矿及钙钛矿叠层电池的商业化应用来源:证券时报e公司 发布时间:2025-12-23 16:36:15

钧达股份12月22日在机构线上电话会议表示,公司深耕光伏电池技术研发,在下一代钙钛矿技术领域布局深远,已与仁烁、中科院、苏州大学等单位开展研究,已实现关键突破:钙钛矿叠层电池实验室效率达32.08%,居于行业领先水平;2025年11月完成首片产业化N型+钙钛矿叠层电池下线,攻克底电池结构优化、高效介质钝化膜沉积等核心技术,具备独立开展叠层工艺研发与小规模生产的能力,正积极推进钙钛矿及钙钛矿叠层电池的商业化应用。

苏大袁建宇团队AM: 倒置钙钛矿太阳能电池实现 26.11% 的冠军效率!来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:15:02

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。

27.2%!中科院游经碧团队Science:HVCD策略制备高效率钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:11:11

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。

浙江大学王勇 AEL: 离子位点竞争策略用于增强钙硅叠层光伏器件中宽带隙钙钛矿的稳定性来源:先进光伏 发布时间:2025-12-23 11:00:37

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。

AFM:双功能电子传输层工程实现能级对齐与界面钝化,打造高效钙钛矿发光二极管来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 10:00:54

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。

黄劲松AEM:理解钙钛矿太阳能电池中基于膦酸分子的空穴传输层来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:59:38

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。

溴功能化Bz-PhpPABrCz+Bz-PhpPACz二元混合SAM在纹理化钙钛矿/硅叠层太阳电池上实现31.4%效率来源:钙钛矿-晶硅叠层太阳电池TSCs 发布时间:2025-12-22 17:25:37

Huang等人关键发现:溴杂质意外提升性能意外发现:商用SAM材料4PADCB中意外含有溴代杂质,这些杂质反而提升了叠层电池性能。低滞后性:Mix和C-4PADCB电池滞后明显小于纯Bz-PhpPACz(图5B)。

港科大周圆圆、港理工蔡嵩骅等人NC:揭秘钙钛矿电池性能的“隐形杀手”——晶内杂质纳米团簇来源:先进光伏 发布时间:2025-12-22 16:29:28

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。