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。
虽然已知脒类配体能显著增强钙钛矿太阳能电池中的缺陷钝化作用,但其通过协同调控阳离子-阴离子分布来改善钙钛矿薄膜均匀性的作用尚未被探索。采用真空闪蒸辅助溶液法制备的PBD钝化薄膜,其优化后的均匀性使器件实现了26.66%的光电转换效率。该效率值位列目前已报道的钙钛矿太阳能电池最高效率之一。我们的研究结果表明,实现均匀的阳离子-阴离子分布对于设计有效钝化剂至关重要,从而同时提升PSCs的光电转换效率和运行稳定性。
作为新兴光源技术,蓝色钙钛矿发光二极管在外量子效率方面取得了显著进展,但其较差的工作稳定性仍是制约进一步商业化的关键瓶颈。在超低电压条件下同时实现高功率转换效率和高亮度,是实现长寿命PeLEDs的有力策略。所得PeLED可在低于带隙电压下工作,实现了24.5%的高PCE。值得注意的是,大幅降低的驱动电压抑制了焦耳热和离子迁移,将器件在1000cdm亮度下的工作寿命延长至创纪录的T=318.8分钟。
本文华东师范大学方俊锋和付圣等人报道了一种通过胺阳离子的理性设计实现静电碘调控的策略,以提升PSCs的光热稳定性。此外,TBAI还能促进钙钛矿结晶并钝化缺陷,减少非辐射复合。多重功能协同提升性能:TBAI不仅有效抑制碘流失和电极腐蚀,还促进钙钛矿结晶、降低缺陷密度,提升载流子传输效率,最终实现26.23%的高效率。