上海交通大学、华东理工大学等研究团队合作,通过溶剂工程调控结晶过程,开发出一种制备大面积、致密均匀窄带隙钙钛矿薄膜的新方法。图5展示了基于优化NBG钙钛矿薄膜的全钙钛矿串联微型组件的性能。结论展望本研究通过吡啶辅助溶剂工程与真空退火工艺相结合,成功实现大面积、高质量窄带隙钙钛矿薄膜的可控制备,并在此基础上构建了效率达22.9%的全钙钛矿叠层光伏小组件。
论文总览针对倒置PSCs中自组装分子在氧化铟锡界面上吸附构型难以精确调控的瓶颈问题,河大申楠/陈石、港城大曲歌平/AlexK.-Y.Jen等人创新性地提出了通过精控共组装策略实现SAM取向调控的新方法。研究以Ph-4PACz为主体SAM,引入BCA与BSCA作为共组装分子,利用理论模拟与实验验证相结合,系统揭示了共组装分子对Ph-4PACz取向、薄膜均匀性、能级排列及界面质量的影响机制。图e的XPS显示In3d峰蓝移,证实锚定。
金属卤化物钙钛矿在场效应晶体管中展现出巨大潜力,但N型铅基钙钛矿FETs仍面临高缺陷密度、离子迁移和重复性差等关键挑战。本研究国防科技大学陈晨和湖南大学胡袁源等人提出一种简单而有效的超薄TiO插层策略,从根本上改变了铅基钙钛矿FETs的制备方式。综合表征表明,TiO插层可增强前驱体润湿性、促进更大更均匀的晶粒形成、降低缺陷密度,并有效抑制非辐射复合和离子迁移。
纯晶体学取向、精确定位和高质量的钙钛矿单晶阵列确保了低阈值、定向发射激光的实现。此外,基于亚波长纳米结构单晶阵列,我们还展示了高性能偏振光探测器。这项开创性工作为钙钛矿单晶功能光电器件的晶圆级集成提供了新策略与新机遇。
自组装分子作为空穴选择层在钙钛矿太阳能电池中取得了巨大成功。然而,有效调控杂化自组装分子在氧化铟锡衬底上的吸附构型仍具挑战,这直接影响其取向与均匀性。增强埋底界面质量与电荷传输:BSCA共组装诱导的垂直排列促进更致密、均匀的SAM覆盖,提升钙钛矿结晶质量,加快电荷提取并有效抑制非辐射复合。
溶解度是调控钙钛矿单晶生长的关键物理性质。逆温结晶法因其可利用升温过程中溶解度下降的特性,被广泛用于制备高质量钙钛矿单晶,以构建高性能X射线探测器。本文复旦大学解凤贤等人提出一种温度调控有机配位机制,以突破多种钙钛矿组分在ITC过程中的溶剂限制。本研究为高质量钙钛矿单晶的合成提供了新机制,并推动了其进一步应用。
DCTP在甲苯、氯苯和氯仿等低极性溶剂中具有良好的溶解性,且不会损伤钙钛矿表面。经氯苯加工的DCTP中间层能充分钝化钙钛矿表面缺陷,并优化钙钛矿/空穴传输层界面的能级排列。结果表明,DCTP处理的器件实现了26.07%的冠军光电转换效率,且重现性优异,而参比器件效率为24.28%。
钙钛矿材料中高度能量无序导致严重的载流子非辐射复合,直接影响光伏器件的能量损失。目前,对钙钛矿太阳能电池中能量无序的调控及其与开路电压损失之间的关联尚不明确。本研究华侨大学吴季怀、北京大学朱瑞和西北工业大学涂用广等人通过原位NH生成调控钙钛矿结晶过程,提升了其能量有序度。最终,我们获得了乌尔巴赫能量低至23.7meV的高质量钙钛矿薄膜。
相态均匀的自组装分子是推动p-i-n型钙钛矿太阳能电池规模化制备的关键路径。然而,在提升SAMs热稳定性的同时实现其相态均匀性仍是一大挑战。飞行时间二次离子质谱与X射线光电子能谱进一步揭示了Ph-BC2PA在热老化条件下优异的形貌稳定性。文章亮点二聚SAMs设计实现高均匀性与强锚定:通过苯基/噻吩基桥联构建二聚SAMs,有效抑制分子聚集,形成均匀致密的空穴传输层,并显著增强在ITO表面的锚定能。
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。