电池太阳能
9月12日，河南省“龙子湖科创路演”暨中国科学院院所科技成果对接活动2025年地市专场首站在商丘隆重启动。现场签约的8个重大项目涵盖硅提纯、纳米金刚石、钙钛矿电池等前沿领域直指商丘新材料、装备制造等产业集群升级需求。其中，商丘市鸿大光电有限公司与河南省科学院物理研究所签约钙钛矿叠层太阳能电池中试项目。
根据9月9日发布的OPIS全球太阳能市场报告，近日中国TOPConM10电池片价格上涨1.04%，达到$0.0387/W，价格指示在$0.0362-0.0401/W之间。TOPCon电池片价格自7月初至今已上涨24.4%。由于早期市场传闻的势头已经消退，对中国的电池需求预计将继续低迷。8月份采购激增的情况，是由于对中国9%出口退税可能取消的猜测所推动的，现在已经平息。根据中国有色金属工业协会的数据，尽管海外电池需求保持稳定，但随着多晶硅成本持续走高，晶圆生产商正在要求更高的价格。
为解决这一问题，本研究华中科技大学李鑫和杨君友等人开发了一种新型离子螯合剂1-己基咪唑作为tBP替代物。基于HD调控的CsFAMA和FA钙钛矿器件分别实现了23.21%和26.04%的光电转换效率，并在1cm活性面积器件中达到23.62%的效率。能级优化与界面增强：HD降低Spiro-OMeTAD的价带顶，优化与钙钛矿的能级对齐，同时提升HTL致密性和界面接触，减少非辐射复合，提高开路电压和填充因子。
钙钛矿层与空穴传输材料之间的界面缺陷和自由体积对钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性具有关键影响。结合实验表征和原子分子动力学模拟，发现AdF-BCz相较于无氟的NF-BCz和对称氟化的SdF-BCz，表现出更优异的界面钝化稳定性，以及与钙钛矿表面更强的粘附力。此外，AdF-BCz还能减少界面自由体积，促进更紧密的界面接触，有效抑制离子迁移和钙钛矿降解。
自组装单分子层已成为高效钙钛矿太阳能电池中不可或缺的空穴选择性接触层。本文大连理工大学刘国震和史彦涛等人提出了一种利用预吸附的精氨酸作为离子键介体，实现快速可控SAM组装的策略。文章亮点提出预锚定精氨酸作为离子键介体，实现SAM快速可控组装，有效抑制了SAM分子自聚集，显著提升单分子层覆盖度和均匀性，兼容旋涂与刮涂大面积制备。
钙钛矿前驱体溶液的老化动力学对太阳能电池的光伏性能具有决定性影响。然而，低维钙钛矿前驱体中的降解机制尚不明确，尤其是间隔阳离子在调控分解路径中的关键作用。本研究南昌大学胡婷和陈义旺等人揭示了低维钙钛矿前驱体的内在老化机制，发现间隔阳离子的引入从根本上调控了分解动力学。文章亮点揭示间隔阳离子介导的老化机制：首次系统阐明低维钙钛矿前驱体中GA与MA之间的不可逆加成-消除反应是导致性能衰退的关键路径。
论文概览贵州大学吕梦岚与孙艳明团队开发了两种基于噻吩扩展咔唑的自组装单分子层材料——2PAThCz与4PAThCz，作为高效空穴传输层应用于有机太阳能电池。图4：器件性能与稳定性全面评估该图系统比较了不同SAMs基有机太阳能电池的性能。结论展望该团队通过理性分子设计，成功开发出两种噻吩扩展型SAM材料2PAThCz与4PAThCz，其中4PAThCz凭借其优异的溶解性、高有序性和强界面作用，在三元有机太阳能电池中实现了20.78%的效率突破。
相比之下，2PACz的SFG信号无明显变化，说明Th-Cz的瞬态共振结构促进了高度有序的分子排列。图5：器件性能与稳定性全面评估该图系统比较了不同空穴传输层有机太阳能电池的性能和稳定性。这些结果证实了瞬态偶极策略对不同活性层和基底的广泛适用性。基于该策略的OSCs实现了20.67%的认证效率，柔性器件效率达19.63%，均创下相应体系纪录。
结论展望本研究通过构建自组装2DBAPbBr隧道结，实现了宽带隙钙钛矿太阳能电池效率与稳定性的协同突破，1.7eV器件认证效率达21.54%，室内效率超43%，为宽带隙PSCs的产业化应用提供关键技术支撑。
论文概览钙钛矿层与空穴传输材料之间的界面缺陷和自由体积是影响钙钛矿太阳能电池效率与稳定性的关键因素。此外，AdF-BCz还能减少界面自由体积，促进更紧密的界面接触，有效抑制离子迁移和钙钛矿降解。图a展示了钙钛矿/空穴传输材料界面存在的普遍问题以及经过优化分子修饰后的理想高质量界面。其基于该材料的PSCs实现了25.35%的高效率与卓越的长期稳定性，为高性能、高稳定性钙钛矿太阳能电池的开发提供了新思路。
