结论展望本研究通过引入磷基小分子TPP调控Me-4PACz/钙钛矿界面,实现了缺陷钝化、结晶调控与离子迁移抑制的协同优化,不仅在宽带隙钙钛矿电池中取得20.46%的高效率,更推动全钙钛矿叠层电池效率突破29.71%,并具备出色的长期稳定性。该工作为钙钛矿界面工程提供了新的分子设计思路与工艺路径,对未来高性能、高稳定性钙钛矿光电器件的开发具有重要指导意义。
本研究的核心创新在于开发了一种均质、高透明、高介电的墨水,它巧妙地利用高介电小分子PC作为溶剂,从根本上解决了传统异质填料导致的透明度与介电性能难以兼顾的难题;结合丝网印刷工艺,该墨水实现了低成本、高分辨率的图案化制造,并成功演示了无需芯片与电池、通过人体耦合即可工作的无线触摸发光器件,为下一代柔性光电子与人机交互应用提供了全新的材料与技术平台。
实现高性能钙钛矿光伏器件的可扩展加工对其在可持续能源技术中的商业化至关重要。为解决这一问题,德国埃尔朗根-纽伦堡大学ShudiQiu、ChristophJ.Brabec、暨南大学麦耀华和郭飞等人发现,平衡控制过饱和速率与溶剂配位能力对于通过真空辅助刮涂获得高质量钙钛矿薄膜至关重要。
通过策略性设计对称分子以缓解空间位阻,进而在衬底上形成长程有序的π–π堆叠,为增强分子自组装的结构有序性提供了有效途径。
用于钙钛矿/硅叠层电池的ALD-NiOx及其钝化机制。(a) 绒面钙钛矿/硅叠层电池器件结构;(b) 基于SAM与ALD Cu:NiOx/SM的器件效率统计分布(有效面积分别为1 cm²与8.89 cm²);(c) 叠层电池的J-V曲线(有效面积1 cm²)。(d) Me-4PACz在钙钛矿表面(上)与NiOx表面(下)的吸附构型;(e) 钙钛矿及经Me-4PACz钝化后钙钛矿的态密度;(f) VPb缺陷及经Me-4PACz钝化的钙钛矿表面。
钙钛矿材料的溶液可加工性为制备高性能太阳能电池提供了一条低成本、高通量的路径。然而,前驱体向钙钛矿转变的快速动力学对工艺条件极为敏感,导致器件性能难以控制。本研究华东理工大学杨双和侯宇等人提出了一种超分子限域生长策略,可重复制备具有超平滑、电子均匀表面的钙钛矿薄膜。此外,所得薄膜具备高PLQY和低SRV,最终实现了效率超过25%的p-i-n结构太阳能电池。
钙钛矿量子点具有成本低、合成工艺简单、光谱连续可调等多种优势,近年来备受关注,发展迅猛,器件外量子效率已提高至20%以上。通常,研究人员会使用极性溶剂清洗多余的配体,以获得配体密度合理的钙钛矿量子点。图1.分子锚的设计及理论计算图2.器件光电性能图3.器件稳定性近日,清华大学化学系马冬昕、段炼团队提出了一种晶格匹配的多位点分子锚设计策略,实现了高效稳定的钙钛矿量子点发光器件。
尽管传统的还原策略能有效抑制Sn的氧化,但在持续器件运行过程中还原剂的逐渐消耗会显著削弱其抗氧化能力,从而限制器件的长期稳定性。本文苏州大学王照奎等人提出了一种利用4-巯基苯甲酸的再生型氧化还原循环策略。该工作提供了一种可持续的还原策略,有效解决了锡钙钛矿光伏电池的长期稳定性问题。
本研究苏州大学崔超华和李永舫等人揭示了氯取代的极化色散效应在优化小分子受体分子间π–π堆叠中的重要作用。将QX-Cl作为客体受体引入D18:N3体系后,三元器件的PCE进一步提升至20.41%。单氯取代策略在保持高开路电压的同时,显著提升器件的填充因子和效率,实现了高电压与高FF的罕见兼顾。将QX-Cl作为第三组分引入D18:N3体系,优化了分子堆叠和相分离形貌,使三元器件效率突破20.41%,展现了氯化策略在多元体系中的通用性与协同效应。
结果显示,控制器件和使用DBrS、DPSE、DPDSE处理的器件的激子解离效率分别为94.3%、96.7%、97.4%和96.9%,充电收集效率分别为82.0%、89.7%、89.2%和88.6%。结果显示,添加添加剂后,双分子复合减少,单分子或陷阱辅助复合的概率降低。结果显示,添加DBrS、DPSE和DPDSE后,τ1值分别缩短至0.147ps、0.243ps和0.287ps,表明激子解离增强。这些添加剂促进了受体纤维化,提高了结构秩序和结晶度。AFM和TEM观察证实了纯薄膜和SD薄膜中纤维网络的存在。