太阳王

锡基钙钛矿太阳能电池因其环境友好和较高的理论效率而备受关注。本研究苏州大学娄艳辉和王照奎等人设计并合成了一种带有末端甲基硫基的咔唑基膦酸自组装单层，将其引入PEDOT:PSS下方构建复合空穴传输层结构。该结构通过甲基硫基连接确保紧密的界面接触并优化能级对齐，有效抑制复合损失，促进更高效的空穴提取。本工作为界面费米能级剪裁提供了新思路，为高性能TPSCs的发展铺平了道路。

论文提出以生物质衍生的绿色溶剂γ- 戊内酯（GVL）为钙钛矿前驱体溶剂、乙酸正丁酯（BAc）为反溶剂，解决了传统有毒溶剂（DMF/DMSO）的环境危害与前驱体不稳定问题；GVL 基 FAPbI₃前驱体墨水可稳定储存一年，结合三丁基甲基碘化铵（TBMAI）形成的一维钙钛矿类似物（perovskitoid）钝化缺陷，最终小面积钙钛矿太阳能电池（PSCs）功率转换效率（PCE）达25.09%，12.25 cm²迷你模组经认证效率20.23%，为PSCs 规模化绿色制备提供关键方案。

本文西湖大学王睿、浙江理工大学宋立新和熊杰等人提出了一种原位聚合驱动的动态中间相转变策略，通过稳定碘化铅胶体并引导钙钛矿结晶动力学，以减轻水分干扰。在空气中实现高效率柔性器件，冠军效率达24.17%，是目前空气制备柔性钙钛矿太阳能电池的最高效率之一。

论文概览自组装单分子层由于其独特的调节能级排列和界面质量的能力，成为反式钙钛矿太阳能电池中有前景的空穴传输层。MeO-4PACz与COFs共组装后，聚集状态显著改善，形成了均匀的自组装单分子层。改善的分散性有助于形成均匀的SAM，从而促进钙钛矿薄膜的沉积。结果显示，在没有COFs的情况下，MeO-4PACz在ITO表面聚集，而在Zn-PT-COF的帮助下，MeO-4PACz的聚集显著减少，形成了更加均匀的单分子层。

本研究西北工业大学陈睿豪和王洪强等人提出并实验验证了一种可同时锚定阳离子和阴离子缺陷的界面修饰策略，以4,5-二氰基咪唑为例，实现了对未配位离子缺陷的协同钝化，并同步固定相邻对应离子。DCI修饰有效抑制了离子迁移和相分离，使钙钛矿层由拉伸应力转变为压缩状态，最终使器件实现了26.10%的冠军效率。应力调控与晶格稳定性提升：DCI修饰使钙钛矿薄膜由拉伸应力转变为压缩状态，显著降低缺陷密度，提升结构稳定性。

自组装单分子层因其能够调控能级排列和界面质量，已成为倒置钙钛矿太阳能电池中极具潜力的空穴传输层。然而，广泛使用的SAM分子MeO-4PACz存在分子聚集、与钙钛矿前驱体润湿性差以及导电性有限等问题，共同阻碍了高质量钙钛矿薄膜的形成和有效的电荷提取。本文中国科学院化学研究所于贵和王吉政等人提出了一种合理的SAM均质化策略，通过共组装将两种定制设计的共价有机框架引入MeO-4PACzSAM中。

论文概览针对柔性钙钛矿/CuSe叠层太阳电池中空穴传输层分子聚集导致的界面不均匀、效率损失与机械稳定性差等关键挑战，西湖大学联合多家科研机构创新性提出空间位阻分子设计策略，将平面型咔唑分子重构为三维π共轭骨架。该研究以"Homogenizinghole-selectivecontactsforcentimeter-squareflexibleperovskite/CuSetandems"为题发表于ScienceAdvances。柔性兼容性与稳定性：在粗糙柔性CIGS基底上仍保持优异界面均匀性，未封装器件在空气中连续运行230小时效率保持97%，万次弯曲后性能无损。

无机钙钛矿因其良好的热稳定性及光照下抑制相分离的特性，成为硅基叠层太阳能电池理想的顶电池材料。本文南开大学王鹏阳和张晓丹等人开发了一种弱p型材料——乙二胺乙酸甲胺与氧化镍结合作为空穴选择性层。基于此，CsPbI33无机钙钛矿太阳能电池实现了21.52%的光电转换效率，无机钙钛矿/硅叠层电池更是创下27.92%的纪录。高效率记录：单结无机钙钛矿电池效率达21.52%，叠层电池效率突破27.92%，均为当前报道的最高水平。

然而，其性能受到钙钛矿/电子传输层上界面的严重限制。该界面主导电子提取效率、离子迁移和非辐射复合，直接影响开路电压和填充因子。此外，界面缺陷、能级失配和化学不稳定性常导致迟滞和性能衰减，阻碍商业化进程。多维界面结构优化策略：提出2D/3D异质结、动态共价界面等创新结构，显著增强电荷提取效率并抑制离子迁移，实现超过33%的认证效率。

作为最受期待的新型光伏技术之一，钙钛矿太阳电池在过去十年中取得了前所未有的巨大突破。从刷新世界纪录的叠层效率，到超长时程的稳定运行，大连理工大学物理学院科研团队在钙钛矿光伏领域的系列突破，是我国在新材料、新能源领域坚持自主创新、勇攀科学高峰的生动缩影。王敏焕于2020年6月博士毕业于大连理工大学微电子学院，现为边继明教授课题组老师，十年来一直致力于金属卤化物钙钛矿材料及其器件性能的相关研究。