性能

01研究背景与挑战柔性钙钛矿太阳能电池与刚性基底太阳能电池相比，柔性钙钛矿电池尤其是大面积模块的效率仍显著落后。03文章图文信息Figure1:添加剂辅助原位刮涂策略图1|添加剂辅助原位刮涂技术a.柔性基底上宽带隙钙钛矿薄膜埋藏界面的扫描电镜图像。箭头指示最大功率连续涂覆样品相较于对照组钙钛矿薄膜的峰位移方向。Figure4:柔性单结与叠层电池器件性能图4|柔性钙钛矿器件的性能与光电特性。

尽管小面积钙钛矿太阳能电池发展迅速，但大面积钙钛矿太阳能组件的性能限制阻碍了其商业化。可扩展制造过程中不可控的结晶动力学和复杂的环境因素对钙钛矿结晶调控提出了重大挑战，最终导致薄膜质量下降。此外，MAA减少空位缺陷的能力及其强还原性有效屏蔽了钙钛矿薄膜在环境空气中的水解和氧化，促进了高质量大面积钙钛矿薄膜的制备。

尽管柔性钙钛矿太阳能电池具有广阔的应用前景，但其较差的结晶性和机械强度导致的低转换效率和不稳定性仍是商业化面临的主要挑战。本研究选用一种两亲性分子——1-双胍盐酸盐，将其引入钙钛矿前驱体中，实现结晶调控、缺陷钝化和界面增韧三重功能。该分子可与钙钛矿组分形成中间相延缓结晶，同时通过正负电基团钝化多种缺陷，获得高质量晶体。此外，BtFBG-HCl在SnO与钙钛矿层之间形成强界面桥接，增强器件结构稳定性。

可逆质子陶瓷电池可实现高效的电-化学能转换，推动可再生能源利用。A位有序层状钙钛矿PrBa.Sr.Co.Fe.Oδ虽具潜力，但仍面临活性和稳定性问题。本研究南京工业大学徐玫瑰和澳大利亚科廷大学邵宗平等人通过引入Pr缺陷和Ba/Sr缺陷，系统揭示了缺陷类型对性能的调控机制。

固态添加剂是调控有机太阳能电池活性层形貌的有效策略，这与器件性能密切相关。然而，目前的固态添加剂主要侧重于形貌调控，其本身较弱的电学特性可能限制载流子迁移率等电学性能的提升。据我们所知，该性能是目前已报道的超过20%PCE的二元体系中的最高水平之一。本研究证明，p型液晶半导体可作为多功能添加剂，通过构建扩展的电荷传输网络，同时调控形貌并提升本征电学性能，为推进OSC性能提供了新的范式。

锡基钙钛矿太阳能电池具有多种优势，包括低毒性和接近理想的带隙。为了解决这些障碍，中国常州大学和扬州大学的研究人员重点关注了阻碍锡基钙钛矿太阳能电池性能的两个主要问题：不受控制的结晶和钙钛矿层内Sn的快速氧化。该团队制定了一种策略，通过在锡基钙钛矿中掺入具有多种官能团的添加剂盐酸S-苄基硫脲来提高TPSC的性能。

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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