杂化有机-无机钙钛矿因其晶体特性备受关注,而最新研究发现它们还能形成液态和玻璃态,为非晶态材料研究提供了新平台。本研究英国利物浦大学LaurenN.McHugh、剑桥大学SinE.Dutton和ThomasD.Bennett等人详细探究了二维HOIP材料PbBr的熔融与玻璃化过程的结构动态。与晶体相比,其玻璃态展现出更优异的机械性能,包括更高的杨氏模量和硬度。这些发现深化了对HOIP玻璃结构演化与性能关系的理解,为其在先进相变材料技术中的应用奠定了基础。
通威太阳能、电子科技大学与国家计量与测试技术研究院的研究人员,系统探究了宽能隙钙钛矿在织构硅衬底上的结晶控制机制,并据此提出了一种可提升叠层太阳能电池性能的优化方案。研究人员改进了两步蒸发—溶液钙钛矿结晶和成膜方法—提供了一种简单有效的策略来应对全纹理串联电池均匀成膜的挑战。由此产生的电池实现了31.58%的转换效率,这一数值对于基于商业硅的叠层电池而言,无疑是令人瞩目的高效表现。
早期钙钛矿太阳能电池的一个问题是材料及其与电荷收集层的界面中存在高密度的缺陷,这扰乱了电荷流动并导致能量以热量形式损失。100多天后,新设计的电池保留了92%的性能,而对照设备仅保留了其初始性能的76%。在55°C下连续强光照射300小时的严酷测试中,新型太阳能电池保留了76%的性能,而对照器件则下降到47%。
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具有可调带隙的宽带隙(WBG,≥1.60 eV)混合卤化物钙钛矿对于推进叠层光伏(PV)至关重要。然而,宽带隙钙钛矿太阳能电池性能损失严重,通常直接与卤离子迁移(HIM)有关。虽然抑制卤离子迁移的策略改善了器件性能,但卤离子迁移与器件性能之间的潜在关系仍然模糊且存在争议。
两亲性分子OTAB在3DCsFAMA钙钛矿薄膜上形成自组装层,增强器件性能和长期稳定性。OTAB还提高了表面光滑度、薄膜均匀性,并促进了表面晶体取向。此外,OTAB中的溴离子有效地钝化了缺陷,从而抑制了离子迁移并减轻了非辐射复合。因此,基于OTAB的器件表现出卓越的性能,实现了22.61%的功率转换效率,短路电流密度为25.36mA/cm2,开路电压为1.10V,填充因子为81.36%。
由于残余拉伸应变的存在以及钙钛矿固有的脆性和薄膜质量问题,柔性钙钛矿太阳能电池(f-PSCs)在稳定性方面面临持续挑战。
论文概览自组装分子沉积在氧化镍表面,是反式钙钛矿太阳能电池实现高效空穴传输的关键。该工作为设计高覆盖、高稳定NiOx基HTL提供了全新思路,将反式钙钛矿电池推向更高性能与更长寿命。TCEP通过致密化SAM、降低缺陷、优化能级排布,实现高效空穴抽取与复合抑制,从而全面提升光伏性能。DFT证实该集成层吸附能更高,可抵御DMF侵蚀并阻断NiOx对钙钛矿有机阳离子的还原,抑制界面非辐射复合并优化能级匹配。
在镍氧化物上沉积自组装单分子层是实现高性能倒置钙钛矿太阳能电池的关键。然而,钙钛矿前驱体导致的SAMs溶解和再沉积会形成单分子层泄漏,引发钙钛矿降解并降低器件稳定性。本研究西北工业大学李炫华等人提出了一种新方法,通过插入还原剂三膦盐酸盐实现NiO与SAMs的强耦合,构建集成化的NiO-SAMs空穴传输层。文章亮点强耦合界面设计:TCEP通过还原Ni并形成配位键和氢键,将NiO与SAMs紧密结合,吸附能提升至-7.97eV,显著增强界面稳定性。
低n值准二维钙钛矿具有优异的稳定性,但其电荷传输效率较低。文章亮点:高效与稳定兼得:通过酪氨酸调控低n值相(n≤3),同时提升准二维钙钛矿的稳定性和效率。载流子传输突破:Tyr增强层间电荷耦合,载流子扩散长度超1μm,电子迁移率提升4倍,器件滞后效应显著降低。大规模应用潜力:72.47cm组件实现20.28%认证效率,为目前大面积准二维钙钛矿器件的最高纪录,展示了商业化前景。