卤化物钙钛矿太阳能电池因其高效率与缺陷耐受性结构而具有成为下一代光伏技术的巨大潜力。光谱与电学分析表明,该处理抑制了非辐射复合,保持了晶界电势,并提升了光热稳定性。这些结果表明,CeO的掺入为增强钙钛矿太阳能电池在同时面临环境与辐射暴露时的耐久性提供了一种有效策略,为其在陆地与航空航天能源技术中的可靠应用铺平了道路。
钙钛矿太阳能电池的耐久性主要受限于钙钛矿晶界和晶面处的缺陷与不完整结构。本文香港大学WallaceC.H.Choy等人提出一种两步顺序专用配体策略,通过空间分辨的配体相互作用,分别针对GBs和GSs进行选择性修饰。该工作通过顺序重构GBs和GSs,为实现高效稳定的三维PSCs提供了有效途径。效率与稳定性同步提升:器件效率达26.06%,并在高温高湿下连续运行3000小时仍保持93%以上效率,稳定性显著优于现有方法。
钙钛矿/ 硅叠层太阳能电池是突破单结电池效率极限的核心技术路径,其中宽带隙(WBG)钙钛矿顶电池的性能直接决定叠层器件的最终表现。为匹配硅底电池的电流输出,宽带隙钙钛矿需引入高溴含量和Rb 合金化,但这会导致结晶动力学过快、相分离严重,形成δ-RbPbI₃等非钙钛矿副相,大幅降低器件效率与稳定性。
钙钛矿太阳能电池凭借高功率转换效率(PCE)和低成本制备优势,成为光伏领域的研究热点。其中,采用镍氧化物(NiOₓ)/ 自组装单分子层(SAM)作为空穴传输层(HTL)的倒置钙钛矿太阳能电池(p-i-n 型),因结构简单、兼容性强,更具产业化潜力。然而,NiOₓ表面存在 Ni²⁺和 Ni³⁺混合价态的固有问题,不仅导致 SAM 层难以均匀生长,影响电荷传输效率,高活性的 Ni³⁺还会加速钙钛矿材料分解,严重制约器件的稳定性。为解决这一核心瓶颈,中国科学院化学研究所李永舫&孟磊团队团队设计了一种创新策略:利用新型SAM分子MeOF-4SHCz靶向NiOx表面的富Ni³⁺区域,通过局域氧化还原反应原位形成S–O–Ni键;同时,常规SAM分子MeOF-4PACz继续在Ni²⁺区域通过P–O–Ni键实现稳定锚定。当这两种分子以4:1(w/w)的优化比例复合后,在NiOx表面形成了协同作用的混合SAM层,其覆盖度与均匀性得到显著提升。基于此氧化还原改进型(ROI)-SAM空穴传输层所构筑的倒置钙钛矿太阳能电池,获得了26.5%的优异PCE(认证效率26.28%),并在持续最大功率点(MPP)运行下展现出超过1000小时(T90)的长期稳定性。
面向织构化钙钛矿/硅叠层太阳能电池中自组装分子(SAM)在粗糙表面覆盖不均、电荷提取效率受限的关键挑战,德国慕尼黑大学、南方科技大学、香港城市大学等多国联合团队创新性提出溴功能化共轭连接体自组装分子设计策略。该研究通过精准调控SAM分子结构,引入溴原子增强界面钝化,并采用共轭芳香连接体促进分子紧密堆积,从而在工业级CZ硅片上实现了高效稳定的钙钛矿/硅叠层电池。研究团队首先发现商用SAM材料4PADCB中的微量溴杂质意外提升了器件性能,进而设计合成了溴取代类似物Bz-PhpPABrCz,并与非溴化分子Bz-PhpPACz形成二元混合SAM体系。该混合SAM在织构硅表面展现出优异的覆盖均匀性、增强的电荷提取能力和显著的界面缺陷钝化效果。基于此,研究团队在织构化CZ硅底电池上制备的钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现了31.4%的认证效率,并展现了卓越的运行稳定性。该研究以"Enhanced charge extraction in textured perovskite-silicon tandem solar cells via molecular contact functionalization"为题发表在能源领域顶级期刊《Joule》上。
江西理工大学团队Advanced Energy Materials:底部锚定实现阳离子均匀分布与无应变结晶,打造高效稳定倒置钙钛矿太阳能电池
美国研究人员开发了一种光子固化技术,利用激光烧结快速加热并固化温度敏感太阳能电池基板上的铜浆,同时不引起热应力。该工艺据称能生产致密、低孔隙度的铜层,并与氧化铟锡强(ITO)附着,实现低体积和接触电阻率。
西班牙的一个研究团队声称利用MXenes或其他二维材料制造了世界上最高效的钙钛矿太阳能电池。该器件依赖Mxene夹层,抑制非辐射复合,并在钙钛矿吸收层与电子传递层界面处提升电荷提取。
中国研究人员开发了采用立体互补界面设计的钙钛矿-硅叠层太阳能电池,实现32.12%的认证效率并提升长期稳定性。该策略优化了钙钛矿晶格中的分子适配,提高了电荷传输和器件寿命。
钝化接触是实现高效晶体硅(c‑Si)太阳能电池全部潜力的关键赋能技术。过渡金属氧化物(TMOs)因其宽带隙、可调的功函数(WF)和有效的表面钝化能力,作为钝化接触层受到广泛关注。氧化镓(GaOₓ)具有超宽带隙(≈4.8 eV)、高电子迁移率以及因其丰富的固定电荷而具有优异的场效应钝化能力,但其在钝化接触中的应用尚未被探索。



