钙钛矿叠层

本文云南大学张文华、香港理工大学杨光和深圳理工大学白杨等人引入丙二脒盐酸盐作为一种新型配体，可同步调控宽禁带钙钛矿的晶核取向、钝化晶界，并释放晶格应变。基于此，1.77eV单结宽禁带钙钛矿电池实现了20.4%的冠军效率与1.369V的高开路电压。封装后的全钙钛矿叠层器件在1个太阳光、大气环境下连续最大功率点跟踪运行700小时后仍保持93%的初始效率，1320小时后仍超过80%。

实验结果证实，双层钝化策略能够精确调节钙钛矿的能级对齐，降低缺陷密度，并抑制界面非辐射复合。结合AlOx/PDAI2处理的整体钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现了31.6%的光电转换效率，使用的是采用QCELLSQ.ANTUM技术制造的工业硅底电池。基于这一研究方法，研究人员提出了一种针对钙钛矿/硅叠层太阳能电池特定挑战的双层钝化策略。通过利用AlOx和PDAI2的互补优势，双层钝化策略同时解决了能量损失和稳定性的问题，在不影响离子传输动力学的前提下优化了界面特性。

溶液法制备的钙钛矿材料，结合现有硅基设施用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池，因其低成本和高效率而备受关注。

基于该策略的反式钙钛矿太阳能电池实现了27.02%的高效率与2000小时运行下98.2%的卓越稳定性，同时在大面积组件和全钙钛矿叠层电池中均表现出优异的拓展性与认证效率。

上海交通大学、华东理工大学等研究团队合作，通过溶剂工程调控结晶过程，开发出一种制备大面积、致密均匀窄带隙钙钛矿薄膜的新方法。图5展示了基于优化NBG钙钛矿薄膜的全钙钛矿串联微型组件的性能。结论展望本研究通过吡啶辅助溶剂工程与真空退火工艺相结合，成功实现大面积、高质量窄带隙钙钛矿薄膜的可控制备，并在此基础上构建了效率达22.9%的全钙钛矿叠层光伏小组件。

论文概览钙钛矿/有机叠层太阳能电池是突破单结器件效率极限的重要技术路径，然而其性能长期受限于有机子电池中的复合损失。推动叠层效率突破：将钙钛矿/有机叠层电池效率提升至26.42%，跻身国际领先水平。结论展望本研究通过系统揭示给体含量对有机薄膜生长动力学、结晶特性与复合损失的调控机制，成功将钙钛矿/有机叠层太阳能电池的效率提升至26.42%，实现了对该体系复合损失的有效抑制与性能优化。

钙钛矿/有机叠层太阳能电池是突破单结器件效率极限的潜力路径，然而其性能受限于有机子电池中的复合损失。当给体含量不足时，受体分子易发生聚集，破坏分子堆叠并降低结晶度。这些形貌变化阻碍了激子解离，进而导致电荷复合并降低整体器件性能。通过优化薄膜形貌与结晶过程，我们成功降低了复合损失，实现了效率高达26.42%的钙钛矿/有机叠层太阳能电池。

然而，在制备高质量、大面积的锡铅混合窄带隙钙钛矿薄膜方面仍存在重大挑战。本文中，上海交通大学仰志斌等人通过溶剂工程调控结晶过程，开发了一种制备大面积、致密且均匀的窄带隙钙钛矿薄膜的方法。

钙钛矿材料因其优异的光电特性——如可调的直接带隙和长载流子扩散长度——成为叠层太阳能电池结构中理想的吸收层。在全钙钛矿叠层电池中，宽带隙与窄带隙子电池的集成能够更高效地利用太阳光谱，认证效率已高达30.1%。宽带隙钙钛矿易发生光致相分离和深能级缺陷形成，而窄带隙钙钛矿则易受Sn氧化和异步结晶缺陷的影响。因此，实现耐用的全钙钛矿叠层电池需全面理解影响宽窄带隙吸收层的降解机制。

减少钙钛矿/电子传输层界面的非辐射复合是实现高性能稳定钙钛矿/硅叠层太阳能电池的关键挑战。本研究分析了能量损失，并设计了双层钝化策略以提升叠层电池的性能与耐久性。实验结果表明，该双层钝化策略可精确调控钙钛矿能级排列、降低缺陷密度并抑制界面非辐射复合。采用AlO/PDAI处理的单片式钙钛矿/硅叠层太阳能电池，在使用基于QCELLSQ.ANTUM技术制备的工业硅底电池上，实现了31.6%的光电转换效率。