钙钛矿太阳能电池

钙钛矿异质结的合理设计对提升钙钛矿太阳能电池的效率和运行稳定性至关重要。然而，传统方法在纳米尺度上精确控制界面相纯度及实现共形异质结覆盖方面面临挑战。本研究香港城市大学朱宗龙、伦敦帝国理工学院NicholasJ.Long和中南大学李博等人提出了一种“软-软”相互作用引导策略，通过在有机阳离子溶液中引入二甲基硫醚作为软路易斯碱添加剂，调控钙钛矿异质结的形成。

透明导电氧化物作为钙钛矿太阳能电池的基底，长期以来被认为具有良好稳定性，因此其对器件寿命的影响常被忽视。蒸发的钇有效锚定了FTO中的部分晶格氧，防止元素解离。此外，YO在粗糙FTO表面实现了保形沉积，提高了界面粘附能，建立了有效的离子扩散和载流子非辐射复合损失屏障。该策略显著增强了PSC的结构完整性，大幅提升了操作稳定性。

更重要的是，由于钙钛矿体相的本征特性，这种电子积累效应延伸至整个钙钛矿吸收层，使其平均电子浓度提升约40倍，从而大幅增强了电子电导率，降低了传输损失。Figure4展示了最终器件的卓越性能和稳定性。

而引入DCl层后，PLQY和QFLS值大幅恢复，证明DCl有效抑制了C60诱导的复合损失。未经极化时，DCl处理的单结钙钛矿电池效率从19.0%提升至21.9%（图a），大面积器件效率达21.0%（图b）。在钙钛矿/硅叠层电池中，DCl处理使效率从28.4%提升至30.5%，经极化后进一步达到31.1%的认证效率。

同时，偶极钝化有效减轻了叠层器件互连层引入的NBG子电池的接触损耗，在全钙钛矿串联太阳能电池中表现出创纪录的30.6%的PCE。这标志着多晶薄膜太阳能电池的效率首次超过30%。

我们提出了一种“SAM-in-matrix”策略，将部分SAM分子分布在三氟苯基硼的稳定基质中，有效避免了分子堆积引起的聚集。此外，Me4PA@BCF薄膜的热稳定性优于Me4PA薄膜，经过150小时100℃的热老化后，Me4PA@BCF基器件保持了93.6%的初始PCE，而Me4PA基器件下降至72.3%。这表明，Me4PA@BCFHTL在大规模钙钛矿太阳能模块的高效、稳定生产中具有广阔的应用前景。

钙钛矿太阳能电池因其优异的光电性能和低温溶液加工特性，成为下一代光伏技术的有力竞争者。该自响应型湿度开关最大化发挥了湿度对钙钛矿结晶的促进作用又防止了结晶完成后过高的湿度对薄膜的破坏，从而实现了从20%到93%宽湿度范围内高质量钙钛矿薄膜的制备。该研究显著增强了钙钛矿太阳能电池制备工艺对高湿度的耐受性，缓解了季节性湿度波动对制备过程的影响，为解决钙钛矿产业化中的湿度敏感问题提供了高可行性技术路径。

世宗大学、檀国大学、香港城市大学、沙特国王大学、哈利法科技大学和东国大学首尔分校的研究人员通过设计与二维二硫化钨集成的混合FA-MA钙钛矿基体，开发了一种高效稳定的钙钛矿太阳能电池架构。优化后的WTe集成PSCs实现了令人印象深刻的22.86%的PCE，比原始钙钛矿器件提高了18%。这项研究强调了工程混合钙钛矿-TMDs架构突破下一代光伏性能界限的潜力，为高效耐用PSCs的可扩展室温制造铺平道路。

然而，目前准二维钙钛矿的效率尚落后于3D电池，原因是其有机基团的存在通常会带来多相共存结构，其不利的量子阱的排布方式将削弱电池性能。因此，深入理解量子阱排列如何影响载流子传输，进而实现对其有效操控，已成为进一步提升钙钛矿电池效率与稳定性的关键突破口。大连理工大学魏一团队提出一种精准调控准二维钙钛矿的量子阱排列方法，有望解决了效率与稳定性的制衡问题。