通过对钙钛矿/C界面进行分子调控以减少缺陷密度,对实现高效稳定的倒置型钙钛矿太阳能电池至关重要。然而,取代基柔韧性对钝化性能的影响仍未得到充分理解。研究发现,柔性中心取代基显著增强了吡啶基团的电子云密度,从而提升了其钝化能力,同时抑制了分子聚集并促进了更好的界面接触。
研究发现,传统认知中的“单分子层”实则为多层结构,而钙钛矿制备中常用的DMF溶剂可洗脱超过50%的SAM分子,其中近半数直接来自与ITO基底结合的第一层。Figure4展示了再沉积策略对增强SAM稳定性的多重效益及其界面机制。未来,通过进一步优化SAM分子设计以增强层内与层间相互作用,并结合大面积均匀沉积工艺,有望在更复杂的叠层电池结构中实现界面效率与稳定性的协同提升。
钙钛矿太阳能模块要实现商业化,不仅需要高功率转换效率,还必须具备长期的操作稳定性。本研究西湖大学王睿等人通过三管齐下的策略解决了这些挑战。本研究为在工业相关条件下实现高操作稳定性的钙钛矿太阳能模块建立了机制框架。
通过在亚稳区进行连续溶质补给的晶体生长,有效清除了微米级深度的碘空位;随后采用有机铵后处理进一步消除最表层残留空位。这种协同策略显著优化了载流子传输并抑制了非辐射复合,从而将单晶钙钛矿太阳能电池的效率从22.8%提升至25.5%。效率与稳定性同步大幅提升:单晶钙钛矿太阳能电池效率从22.8%提升至25.5%,同时T工作寿命从200小时延长至1000小时,是目前报道中效率最高、稳定性最突出的单晶钙钛矿太阳能电池之一。
前言:钙钛矿-硅串联太阳能电池的实验室效率已接近35%。我们采用基于蒸汽的共蒸发方法,在金字塔纹理硅基底上均匀沉积高质量的钙钛矿层,从而制备出效率、稳定性和可重复性都得到增强的钙钛矿–硅串联太阳能电池。利用TFPTMS调控吸附动力学带来的薄膜质量提升,钙钛矿–硅叠层太阳能电池在工业纹理化硅片上实现了超过31%的光电转换效率,并具有增强的可重复性。钙钛矿–硅叠层太阳能电池的EQE谱和反射曲线。
研究亮点:首次提出通过调控COF非骨架基团实现“全组分离域结晶”策略,-F基团诱导的局部电荷不对称分布可同时与PbI(配位)、FA(氢键)和I相互作用,显著延缓结晶过程并提升薄膜质量。
2025年12月18日新加坡国立大学侯毅于Science刊发在绒面硅上实现最佳钙钛矿蒸汽分配实现高稳定性叠层太阳能电池的研究成果,在绒面硅衬底上实现平衡的蒸汽分配是形成高质量钙钛矿薄膜并确保器件性能的先决条件。研究表明,有机物种(例如FA+)与金字塔形织构表面的相互作用较弱,导致吸附不足和相杂质的出现
然而,实际应用过程中,钙钛矿太阳电池在高温、电场等外界因素作用下,效率会发生衰减,其中反偏压下的稳定性问题尤为严峻,成为制约电池实用化的关键难题。该成果为解决钙钛矿电池反向偏压稳定性的瓶颈问题提供了一种新的思路,有力推动了钙钛矿太阳电池的实用化。
溶液法制备的钙钛矿薄膜的结晶演化对其性能和稳定性至关重要。然而,由于在退火过程中观察多晶团簇动力学存在实验上的挑战,全无机钙钛矿的结晶动力学仍知之甚少。结果表明,增强的双香豆素与钙钛矿前驱体的相互作用促进了DIC-Cs+(δ相)异质晶种的自发形成。这项工作提供了对团簇生长过程的直接原位研究,指导了利用异质晶种制备高质量全无机钙钛矿薄膜的方法。
在钙钛矿与电荷传输层之间的界面工程对提升器件运行稳定性至关重要。在具有HTL/钙钛矿/ETL/HBL核心结构的倒置钙钛矿太阳能电池中,基于PCBM的电子传输层界面因其分子几何形状存在较多缺陷,导致界面附着力不足。本研究瑞士洛桑联邦理工学院MichaelGrtzel和韩国成均馆大学Nam-GyuPark等人引入钙钛矿/PCBM与PCBM/HBL双界面钝化策略,以增强界面附着力并钝化界面缺陷。