太阳能能电池

高效的宽禁带钙钛矿太阳能电池将叠层效率提高到34.9%，加强了下一代光伏电池的前景。然而，它们的商业应用受到宽带隙钙钛矿稳定性问题的阻碍，特别是在高温最大功率点跟踪条件下。鉴于此，2025年10月22日北京工业大学卢岳&新加坡国立大学侯毅于NatureMaterials刊发稳定定向蒸发宽带隙钙钛矿太阳能电池的中间相演化的研究成果，报道了~1.7eV宽带隙钙钛矿通过中间相演化的稳定性，实现了自导向晶体生长模式。

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。

高效宽带隙钙钛矿太阳能电池已将叠层器件效率提升至34.9%，展现出下一代光伏技术的巨大潜力。本研究北京工业大学卢岳和新加坡国立大学侯毅等人通过中间相演化实现了~1.7eV宽带隙钙钛矿的稳定化，并引导其进入自引导晶体生长模式。在沉积初期形成的CsIBr中间相能够引导多晶薄膜沿特定取向生长。突破性热稳定性与寿命：器件在110°C高温下稳定运行超过500小时，室温MPPT寿命预计达7万小时，为宽带隙钙钛矿中最高之一，满足商业化寿命要求。

热蒸发是一种在薄膜制造中应用广泛的成熟技术，对于钙钛矿太阳能电池的可扩展制造具有巨大潜力。然而，完全热蒸发制备的钙钛矿太阳能电池的性能仍落后于溶液工艺制备的同类产品。最后，我们报道了一种完全热蒸发的p–i–n结构钙钛矿太阳能电池，在小面积电池中实现了25.19%的光电转换效率，在扩大尺寸的器件中实现了23.38%的PCE。此外，这一全干法、真空基制备工艺有望推动钙钛矿光电子器件的工业化生产与集成。

近年来，钙钛矿/硅叠层太阳能电池因其低成本高效率逐渐成为研究热点。尽管其光电转换效率已高达34.6%，但这些高效叠层太阳能电池最有效的设计是基于非商用晶硅底电池，其正面经过抛光或具有亚微米级纹理结构，以确保钙钛矿薄膜高效沉积。在自然环境条件下制备的全织构化钙钛矿/硅叠层器件的有效面积为19.9平方厘米，获得了28.28%的高效率。这项工作为大面积钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的商业化生产开辟了一条新途径。

热蒸发是一种成熟的薄膜制备技术，在钙钛矿太阳能电池的规模化制备中具有巨大潜力。然而，全热蒸发钙钛矿太阳能电池的性能仍落后于溶液法制备的器件。实现高效稳定全热蒸发器件制备的全热蒸发反型钙钛矿太阳能电池效率达25.19%，为目前该类型器件最高水平，且具备优异的运行稳定性与大面积均匀性，展现出良好的产业化前景。

近日，清华大学材料学院林红教授团队合作在柔性钙钛矿太阳能电池埋底界面二甲基亚砜残留去除方面取得重要研究进展。动态接触角，热重分析及红外光谱等综合分析表明IDPAC分子能够通过化学钝化削弱SnO2与PbI2对DMSO的吸附作用，从而获得埋底界面孔洞消除、残余应力应变松弛的高质量柔性钙钛矿薄膜。清华大学材料学院2022级博士生张子灵为论文第一作者，清华大学材料学院教授林红和厦门大学教授李鑫为论文通讯作者。

尽管有机光伏在能量转换效率方面取得了显著进展，但其热不稳定性仍是关键挑战。基于上述策略，实现了约18%初始效率的有机光伏电池在经历1032小时湿热测试和200次热循环测试后，仍能保持94%的初始效率，是目前在湿热和热循环测试标准下报道的最高稳定性之一。揭示界面降解机制并引入C60保护层发现活性层与氧化钼界面反应是热降解主因，引入3纳米厚C60中间层可有效抑制初始衰减现象，显著提升器件热稳定性。

论文概览实现均匀稳定的空穴传输层对大面积钙钛矿太阳能电池至关重要。这一系列创新成果为钙钛矿太阳能电池的界面工程提供了全新解决方案。商业应用的可扩展性和工作稳定性本研究通过一体化2PACz-NiOxHTL技术成功实现了钙钛矿太阳能组件的大面积制备。该技术通过NiOx合成过程中的一步法原位锚定，显著提升了界面结合力、薄膜均匀性和电荷传输性能，为钙钛矿太阳能电池的大面积制备提供了理想解决方案。