宽带隙钙钛矿在实现高效钙钛矿/硅叠层太阳能电池方面潜力巨大,然而钙钛矿/电子选择性接触界面的能量损失仍是限制其效率提升的关键瓶颈。更重要的是,该笼状阳离子可诱导形成面内取向的纯相准二维钙钛矿,并表现出显著铁电效应,通过提升表面功函数促进载流子分离与提取。
倒置钙钛矿太阳能电池因钙钛矿表面及功能层间的非辐射复合而面临性能限制。两者协同使钙钛矿准费米能级分裂均质提升约100mV。基于此,两端钙钛矿-硅叠层电池在1cm器件上实现认证开路电压2V,效率超过31%。该钝化策略具备良好扩展性,60cm活性面积的均质钝化器件获得认证效率28.9%。叠层器件高性能与稳定性兼顾:1cm钙钛矿-硅叠层电池认证效率达31.6%,开路电压突破2V,并在暗态氮气环境中展现良好稳定性,为大面积产业化提供可靠路径。
在金属卤化物钙钛矿中用无机Cs取代有机阳离子,因其优异的热稳定性和理想的带隙,为发展高性能叠层太阳能电池提供了广阔前景。研究发现,AGS的引入可原位形成PbSO点并与钙钛矿前驱体相互作用,从而严格调控无机钙钛矿的结晶过程,实现快速成核并加速相变过程。结合钙钛矿与TiO之间改善的界面能级匹配,修饰后的无机钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从19.84%提升至22.22%,电压亏损仅为0.44V。
实现良好调控的电子选择层对于钙钛矿太阳能电池的器件规模化与性能至关重要。尽管苯基-C61-丁酸甲酯是反式钙钛矿太阳能电池中一种极具潜力的电子选择材料,但其在环境应力下会发生二聚化,加速材料降解,并影响高质量PCBM薄膜的制备,从而损害器件的长期运行稳定性和规模化生产。为解决这一问题,我们开发了一种分子掺杂剂FIBA,用于抑制PCBM二聚体的形成。
最终,基于此的有机太阳能电池在使用ZnO基ETL的器件中实现了20.1%的纪录效率,并具备优异的厚度容忍度和操作稳定性。实现传统结构OSC效率突破:刚性器件效率达20.1%,柔性器件达19.1%,均为ZnO基ETL器件的最高纪录。具备优异厚度容忍度与稳定性:ZnO-DIB器件在10–35nm厚度范围内效率波动5%,并在连续光照下保持超过80%的初始效率。
NiOx/自组装单分子层空穴传输双层结构已成为高性能倒置钙钛矿太阳能电池的首选架构。然而,在光热应力下,NiOx/钙钛矿界面发生的氧化还原反应会引发钙钛矿降解,严重制约了器件的长期稳定性。本文上海交通大学王言博和韩礼元等人通过在常用的咔唑类SAM中引入功能化烟酸衍生物,构建了共自组装结构。文章亮点:共自组装策略提升界面稳定性:通过引入6-HNA与6-MNA分子,有效抑制NiOx/钙钛矿界面的氧化还原反应,减少Ni、Pb和I等有害物种的生成。
北京航空航天大学陈海宁等人在本综述中全面探讨了大面积C-PSCs及组件的最新进展,重点探讨了高温碳电极和低温碳电极光伏器件中可扩展制备技术与性能提升策略。
最终,基于此的有机太阳能电池在使用ZnO基ETL的器件中实现了20.1%的纪录效率,并具备优异的厚度容忍度和操作稳定性。实现传统结构OSC效率突破:刚性器件效率达20.1%,柔性器件达19.1%,均为ZnO基ETL器件的最高纪录。具备优异厚度容忍度与稳定性:ZnO-DIB器件在10–35nm厚度范围内效率波动5%,并在连续光照下保持超过80%的初始效率。
本文浙江大学杭鹏杰和余学功等人提出了一种在二维钙钛矿中间层中引入n型调控的策略,通过将SbCl掺入PEAI基二维钙钛矿中,实现了2D层的n型掺杂,显著提升了电子密度,构建了增强的场效应以优化钙钛矿/C界面的钝化效果。叠层效率突破33%:单结宽带隙钙钛矿电池效率达23.20%,钙钛矿-硅叠层电池效率达33.10%,是目前报道的最高效率之一。
通过设计专门的树枝状聚合物直接进入甲脒碘化铅钙钛矿层,该团队创建了一个挥发物控制系统,该系统能够在不显著损害光电特性的情况下进行重复的原位自我修复。bis-MPA-NHBoc树枝状聚合物和NHD-FAPbI3钙钛矿太阳能电池结构的分子结构。这种支持树枝状聚合物的自愈机制不仅产生了具有更长使用寿命的坚固设备,而且代表了适合实际部署的可持续、半永久性钙钛矿光伏的进步。