有机太阳能

钙钛矿-有机串联太阳能电池通过避免易氧化的锡基钙钛矿，成为不稳定的全钙钛矿串联结构的理想替代品。然而，高效空气制备的钙钛矿-有机串联器件的实际实现仍未被探索。这种双重功能使得在环境条件下制备出高质量的刮涂UWBG钙钛矿薄膜，实现了17.2%的显著功率转换效率和出色的操作稳定性。通过将这一优化的光活性层集成到单片钙钛矿-有机串联结构中，首次展示了空气制备的串联器件，其PCE达到24.4%。

高效的电子传输与提取是实现高性能有机太阳能电池的关键。此外，A1-A2共聚策略有效降低了CIMs的LUMO能级，促进了从给体和受体双通道的电子提取，从而抑制了非辐射复合。基于PM6:L8-BO的二元器件分别实现了19.33%和17.89%的PCE，而三元器件的效率更是高达20.45%和18.34%。

目前仅少数二元体系突破20%效率，且依赖复杂形貌调控。南开大学陈永胜团队设计核不对称受体Ph-2F，实现二元器件效率20.33%，创不对称受体世界纪录。该设计通过协同调控形貌与能损，为产业化提供高稳定性新路径。EQE光谱响应扩展至894nm，积分电流误差3%。动力学曲线拟合显示Ph-2F体系激子解离时间(τ)仅0.121ps，扩散时间(τ)缩短至5.161ps，空穴转移效率达98.71%，为高效率提供动力学基础。

针对这一问题，浙江大学陈红征团队创新性地采用三聚体受体TYT-S与分子静电势协同策略，成功优化低分子量聚合物PM6太阳能电池性能。该方案通过调控垂直相分布使激子解离位置向阴极偏移4.5nm，并延长分子预聚集时间33%，实现效率突破20.12%，较二元体系提升30%。深度精读图1：分子设计原理图1a展示PM6、Y6及三聚体TYT-S的化学结构，其中TYT-S的三臂设计是静电调控关键。

尽管有机太阳能电池(OSCs)的效率已超过20%，但大多数高效器件依赖于三元活性层以平衡开路电压(VOC)、短路电流密度(JSC)和填充因子(FF)。相比之下，二元器件具有形貌调控简单、工艺复杂度低和重复性好等优势，更有利于未来应用。本研究南开大学万相见等人通过结合中心核不对称取代与卤素工程，设计并合成了两种不对称受体Ph-2F和Ph-2Cl。这种不对称设计显著提升了受体的发光性能(Ph-2F的PLQY达10.36%)，有效抑制了非辐射能量损失(ΔE3低至0.193 eV)，同时优化了与聚合物给体PM6的纳米形貌。最终，基于PM6:Ph-2F的二元器件实现了20.33%的冠军效率(认证效率19.70%)，是目前不对称受体二元OSCs的最高值。此外，13.5 cm²的大面积模块效率达到17.16%，创下二元OSCs模块的效率纪录。

倒置(p-i-n)钙钛矿太阳能电池(PerSCs)相较于传统(n-i-p)结构，有望克服传输层的吸湿性限制。然而，其性能和稳定性常受限于疏水性空穴传输层的润湿性差及钙钛矿中的非辐射复合问题。本研究宁夏师范学院魏娟娟、阎云，北京化工大学于润楠和谭占鳌等人采用新型π共轭有机碱金属离子盐(Phen-OX)作为界面修饰材料，其兼具疏水性配体骨架和亲水性碱金属离子基团，具有两亲性。通过Phen-OX修饰阳极界面，可显著改善聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)表面的润湿性，并提升钙钛矿薄膜质量。此外，Phen-OX中的菲咯啉单元能与钙钛矿中未配位的Pb²⁺缺陷配位，抑制非辐射复合。同时，Phen-OX还促进钙钛矿结晶，最终实现效率达25.50%的高性能器件，并显著提升稳定性。

2025年8月4日苏州大学陈炜杰&李耀文于AM刊发宽带隙钙钛矿中的选择性延迟结晶实现初始均质相用于厘米级钙钛矿/有机叠层太阳能电池的研究成果，提出了一种选择性延迟结晶策略，其中使用功能剂来调节初始卤化物相分布。

有机太阳能电池（OSCs）因其柔性、轻质和可溶液加工等优势，被视为新一代清洁能源技术。近年来单结器件效率已突破20%大关，但产业化进程却受限于一个致命瓶颈：光活性层的最佳厚度窗口极窄（仅100-120 nm）。

论文概览锡基钙钛矿薄膜通常表现出随机的晶体取向，从而导致大量缺陷堆积形成电荷复合中心并严重限制了器件性能。制备大面积薄膜测试显示不同位置PL强度偏差5%，且强度显著提升，证实NEAI处理的钙钛矿薄膜的良好的均匀性及对缺陷态的有效抑制。1cm组件效率达12.44%，为目前两步法制备锡基钙钛矿电池器件最高值。该工作为锡基钙钛矿太阳能电池的工业化发展的道路提供参考和指导。

紫外光电子谱证实其使钙钛矿功函数降低0.48eV，形成更优电子抽取界面，彻底消除PbI的0.7eV界面势垒。载流子动力学全面优化：原位PL监测显示2-IM将钙钛矿结晶速率降低87%，缺陷形成率下降60%。结论展望本研究利用2-IM将光热不稳定的PbI残留物原位转化为六方层状金属有机复合物2-IMPbI。