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太阳电池的认证光电转化效率已经达到25.5%，展现出巨大的应用前景。然而钙钛矿材料由于离子特性，在吸光层薄膜热退火的制备过程中不可避免地产生大量缺陷，这无疑会成为载流子的非辐射复合中心，影响太阳电池的开路
。图1. (a,b) DFT计算模型和不同界面缺陷的形成能;(c-e) 低维钙钛矿的XRD测试结果图2. (a) 基于低维钙钛矿界面修饰的钙钛矿太阳电池结构示意图;(b-f) 器件光伏性能测试结果

组成的叠层电池理论转换率极限可达43%。二、各类薄膜电池的特点 1. 钙钛矿电池钙钛矿(perovskite)是一种结构为ABX3晶型的材料，其中A为有机阳离子(如CH3NH3+)，B
为金属离子(如Pb+、Sn+)，X为卤素阴离子(如Cl-、Br-、I-)或者SCN-。在2009年，日本的宫坂教授最早将钙钛矿材料用于太阳能电池，并获得了3.8%的光电转换效率。在全球科学家的努力下

(GABr)优化钙钛矿薄膜的二次结晶过程。测试表征表明，在钙钛矿界面处引入GABr可以调节钙钛矿的重结晶过程，引起2D钙钛矿薄膜中相的重新排列;此外，进入钙钛矿晶格的GA+可以抑制钙钛矿材料的降解，有效改善了
界面优化方法提供了可靠的基础。图1. (a) 不同浓度GABr后处理的PSCs的光伏性能，原始器件与优化器件的(b) JV曲线，(c)在N2环境下最大功率输出点的稳态输出效率

降低了离子迁移并减少了钙钛矿和水氧反应速率，大幅提高了钙钛矿材料的光热和空气稳定性。封装的器件在最大功率点连续工作1000小时后，仍保持95%以上的原始效率。按照日照时间和强度推算器件在真实环境下
。 ▲图 2 该工作所实施的器件结构(A)以及器件的J-V曲线(B)，control为传统杂化钙钛矿结构，HSP为杂化/准无机纳米核壳结构钙钛矿 ▲图 3 封装太阳能电池器件在不同温度下的工况稳定性

钙钛矿是一种具有与矿物钙钛氧化物(最早发现的钙钛矿晶体)相同的晶体结构的材料。通常，钙钛矿化合物具有化学式ABX 3，其中 A和 B代表阳离子，X是与两者键合的阴离子，大量不同的元素可以结合
用于大面积太阳能电池和增强常规硅太阳能电池的钙钛矿材料薄膜。最后，钙钛矿电池的环保问题。含铅一直是部分环保人士针对钙钛矿电池的最大诟病，如今性能最佳的钙钛矿一般都是用少量的铅制成的，尽管研究人员也

，单晶杂化钙钛矿材料的缺陷和晶界更少，具有更优的光生载流子输运能力和稳定性。因此，钙钛矿单晶薄膜的制备一直是材料研究的热点话题。不过，在制备过程中控制单晶钙钛矿的形貌和组成非常困难，低成本、满足现有工业
标准的制备过程更是未见报道，这些都制约了单晶钙钛矿材料的进一步发展。钙钛矿晶体。图片来源：Xu Research Group 近日，美国加州大学圣地亚哥分校(UCSD)徐升(Sheng

名为bithiophenylethylammonium的刚性大分子。研究小组指出，通过这种方式离子的运动被稳定了下来，这可以防止该种材料化学键太容易断裂或跟钙钛矿材料其他层混合的情况发生。这项研究的
作者之一Brett Savoie表示：如果一位工程师想把钙钛矿A的最好部分跟钙钛矿B的最好部分结合起来那通常是不可能的，因为钙钛矿只会混合在一起。在这种情况下，你真的可以在一种材料中充分利用A和B

有机-无机杂化的金属卤化物钙钛矿材料凭借其优异的光电性能、低原材料成本、以及简单的制备工艺而备受关注。近十年来，随着高性能钙钛矿材料的开发以及器件结构的创新优化，钙钛矿光伏器件的效率从3.8%迅速
，例如钙钛矿材料在光照、加热以及湿度下易分解，器件中常用的金属氧化物电子传输层(SnO2、TiO2等)在紫外光下产生电子空穴复合，两者共同作用严重限制了钙钛矿光伏器件工作稳定性。另一方面，钙钛矿薄膜

Hosono教授一起对硫属钙钛矿材料进行了新的研究。硫属化物代表VI族原子，例如硫和硒，并且硫属钙钛矿的化学式简单表示为ABS3(A表示碱土金属，B表示早期过渡金属)。在今天发表在Solar RRL上
化钙钛矿中有毒铅原子的存在是非常不利的。为了寻找钙钛矿材料的替代品，岐阜大学的Hiroyuki Fujiwara教授研究团队与东京工业大学的Hidenori Hiramatsu和Hideo

or perovskite materials (2019-07-08)有机、染敏及钙钛矿材料制成的光伏设备测量规程 IEC 60904-7:2019 - Photovoltaic devices
均需提供RTI值。而对于绝缘厚度，主要针对一些特殊背板材料，如涂覆型产品，涂层不能计入可靠绝缘厚度(RUI，Relied-Upon Insulation)。另外，测试相关方面，主要变化为将B序列的UV

有机-无机杂化钙钛矿材料由于具有吸收系数高，激子束缚能低和载流子寿命长，且元素储量丰富和价格低廉等优点，已经迅速成为光电器件研究领域的宠儿。近年来，科研人员采用有机-无机杂化钙钛矿材料作为光吸收层
使其在基础研究和商业化领域成为一匹黑马，但由于钙钛矿材料在潮湿环境和光照条件下具有较差的环境稳定性，容易发生分解并造成电池效率降低或失效，钙钛矿太阳能电池的商业化道路进展依旧缓慢。为获得高效稳定

的进展最受人关注。需要解释的是，钙钛矿(Perovskite)材料是以俄国矿物学家列维佩罗夫斯基(Lev Perovski)的名字命名。最早被发现的钙钛矿材料是钙与钛的复合氧化物。后来，钙钛矿的概念
有了很大的延展，它已经不特指钙钛复合氧化物，而用来泛指一系列具有ABX3化学式的化合物，在这里，A可以是甲氨基等有机分子基团，而B可以是铅原子(也可以是锡原子)，X则一般含有卤素原子。在太阳能电池

如何将可见光宽波段吸收且具有高吸光系数的钙钛矿材料构筑成高性能的彩色太阳能电池仍是一个挑战。钙钛矿电池广泛的光学吸收和较大的吸收系数通常会导致呈现为深棕色的高效率电池。目前，已有两种代表性的方法来
实现彩色PSC： (1)带隙工程; (2)结构颜色。图1. (网络版彩色)两种典型的钙钛矿太阳能电池的结构示意图. (a) 介观结构钙钛矿太阳能电池; (b) 平面异质结结构钙钛矿

大晶体。材料科学 钙钛矿材料是一类有着与钛酸钙(CaTiO3)相同晶体结构的材料，是 Gustav Rose 在 1839年发现，后来由俄罗斯矿物学家L. A. Perovski命名。钙钛矿材料
结构式一般为ABX3，其中A和B是两种阳离子，X是阴离子。这种奇特的晶体结构让它具备了很多独特的理化性质，比如吸光性、电催化性等等，在化学、物理领域有不小的应用。2009年，Tsutomu

它们的性价比已足够高。钙钛矿(Perovskite)则是一种氧化物矿物，一般化学式为ABX3，最早被发现存在于钙钛矿石中的钛酸钙(CaTiO3)化合物而得名，具有立方晶体结构：A和B是两个大小不同
的阳离子，X则是与两者结合的阴离子(通常是氧)。 ▲钙钛矿晶体结构图。A原子(绿球)是较大的金属阳离子，比如Ca2+，位于立方体中心;B原子(蓝球)是较小的金属阳离子，比如Ti4+，分布在立方体的8

的进展最受人关注。需要解释的是，钙钛矿(Perovskite)材料是以俄国矿物学家列维佩罗夫斯基(Lev Perovski)的名字命名。最早被发现的钙钛矿材料是钙与钛的复合氧化物。后来，钙钛矿的概念
有了很大的延展，它已经不特指钙钛复合氧化物，而用来泛指一系列具有ABX3化学式的化合物，在这里，A可以是甲氨基等有机分子基团，而B可以是铅原子(也可以是锡原子)，X则一般含有卤素原子。在太阳能电池

2018年NREL认证的 23.7%. 钙钛矿太阳能电池的结构通常包括导电性能良好的导电玻璃、电子传输材料、钙钛矿材料、空穴传输材料和对电极材料，传统的介孔结构钙钛矿电池虽然能够达到上述高效率，但是由于
的p型半导体，由于其优良的电荷传输特性，优异的热稳定性和化学稳定性，使其被广泛应用于有机发光二极管中. 而且CuPc还具有成本低廉，易于合成等优点，其能级也能够与钙钛矿材料的能级较好的匹配，这表明

了提升钙钛矿太阳能电池效率的方法。该论文的通讯作者是加州大学洛杉矶分校的杨阳教授，他领导的研究小组观察到咖啡因中氧原子与钙钛矿材料中铅离子的相互作用，能显著提升钙钛矿太阳能电池的热稳定性、将太阳能电池的
(Perovskite)材料是以俄国的矿物学家列维.佩罗夫斯基(Lev Perovski)的名字命名。最早被发现的钙钛矿材料是钙与钛的复合氧化物。不过了到后来，钙钛矿的概念有了很大的延展，它已经不特

研究尚未获得共识，进而导致了研究人员对钙钛矿材料最基本光学和材料特性的持续的争论，比如单晶的低能量吸收，超长的载流子冷却和复合寿命，自由载流子-激子，以及直接和间接带隙特性。成果简介近日，来自
。研究人员研究了多晶和单晶钙钛矿材料的带边和次带能级特性，以便更好地理解它们的光物理起源。通过温度、激发强度和时间相关的光学测量，研究人员在高达300K的很宽的温度范围内均观测到了钙钛矿材料内共存的两种