无机钙钛矿

无机钙钛矿太阳能电池实现了超过21%的创纪录效率。团队成功解决了长期存在的难题，发明了一种在完全无机钙钛矿太阳能电池上制造耐用保护层的方法。解决退化问题限制钙钛矿太阳能电池采用的主要障碍是快速降解，暴露于湿度、温度或压力等波动的大气条件下，会导致钙钛矿材料在效率和材料性能上迅速下降。

金属卤化物钙钛矿纳米材料因其优异的光电性能在光电子应用中极具吸引力，但铅毒性和稳定性问题严重限制了其实际应用。该材料利用五种不同B位阳离子的协同效应，实现了宽光谱激发的宽带发射，发出独特的金色光。

全文速览2024年11月，华南理工大学严克友课题组在钙钛矿太阳能电池中通过引入对甲苯磺酰肼作为多功能添加剂，解决了锡基窄带隙钙钛矿成膜性差、深能级陷阱多的问题。该工作为高效稳定叠层太阳能电池的开发提供了新范式，推动全无机钙钛矿光伏走向产业化。因此想要发展高效稳定的全无机钙钛矿叠层电池，传统策略难以同步解决结晶调控、缺陷钝化与抗氧化问题，本研究通过创新的配体演化策略，首次突破这一瓶颈。

金属卤化物钙钛矿虽具有优异光电性能，但离子迁移导致的稳定性问题亟待解决。研究指出，仅当离子响应完全激活时，两种方法才能可靠估计移动离子密度。BACE测量显示离子迁移率与浓度随温度升高而增加，并可通过离子飞行时间计算Br激活能；Mott-Schottky测试则呈现高频电子缺陷平台与低频离子缺陷平台。该研究成果为无机钙钛矿太阳能电池的稳定性优化提供了关键测量方法与理论依据，对推动钙钛矿光伏商业化进程具有重要意义。

科学家们制造了一种孔径面积为0.50cm2的半透明CsPbI3器件，该器件包含MAM缓冲层和具有边缘钝化功能的TOPCon底部电池。相应的4TCsPbI3/TOPCon叠层太阳能电池的效率达到了26.55%。研究人员表示，这项工作为半透明CsPbI3钙钛矿太阳能电的MAM夹层结构缓冲层建立了一种通用策略，从小尺寸到大尺寸，也适用于叠层太阳能电池。

推动原位表征方法创新：多模态原位平台为钙钛矿成膜动力学研究设立新标准。结论展望本研究通过多模态原位表征手段，系统揭示了BrI混合卤素宽禁带钙钛矿的结晶动力学与电荷传输机制，明确了垂直取向提升电荷提取与卤素均质化引入缺陷的双重效应。研究指出，未来宽禁带钙钛矿性能提升的关键在于平衡晶体取向与缺陷抑制，可通过功能添加剂、气体淬火等工艺调控结晶路径。

尽管基于溴-碘混合卤化物钙钛矿的宽带隙钙钛矿太阳能电池在提升光伏性能方面已有诸多努力，但对于其结晶动力学以及溴混合对结晶动力学的作用仍缺乏深入理解。我们发现，MAPbIBr钙钛矿薄膜存在两种本质上不同的结晶动力学过程：一种是中间溶剂复合相辅助生长（富碘），另一种是自上而下的垂直取向生长（富溴）。

全无机锡铅卤化物钙钛矿因其接近理想的带隙和优异的光电特性，成为下一代光伏器件中极具潜力的吸收层材料。该添加剂可同时钝化深层缺陷、抑制锡离子氧化、减少碘离子迁移并提升耐湿性，从而显著增强环境稳定性。经处理的钙钛矿薄膜在空气中保持稳定的钙钛矿相，并展现出更优的光电性能。基于该薄膜制备的器件实现了14.2%的功率转换效率，未处理对照组为8.9%，并在惰性气氛下储存3000小时后仍保持94%以上的初始性能。

无机钙钛矿因其良好的热稳定性及光照下抑制相分离的特性，成为硅基叠层太阳能电池理想的顶电池材料。本文南开大学王鹏阳和张晓丹等人开发了一种弱p型材料——乙二胺乙酸甲胺与氧化镍结合作为空穴选择性层。基于此，CsPbI33无机钙钛矿太阳能电池实现了21.52%的光电转换效率，无机钙钛矿/硅叠层电池更是创下27.92%的纪录。高效率记录：单结无机钙钛矿电池效率达21.52%，叠层电池效率突破27.92%，均为当前报道的最高水平。

洛桑联邦理工学院、西北大学、多伦多大学、考纳斯理工大学和横滨东荫大学的研究人员最近实现了全无机钙钛矿太阳能电池有史以来最高的效率之一。这一过程使钙钛矿表面更能抵抗温度、湿度和其他环境条件，从而延长器件的使用寿命。无机钙钛矿太阳能电池可以通过使用二维/三维钙钛矿异质结构的表面钝化而受益。这一方法提高了无机钙钛矿太阳能电池和组件的效率，同时确保其在高温下的稳定运行。