钙钛矿太阳能电池
近年来，钙钛矿/硅叠层太阳能电池因其低成本高效率逐渐成为研究热点。尽管其光电转换效率已高达34.6%，但这些高效叠层太阳能电池最有效的设计是基于非商用晶硅底电池，其正面经过抛光或具有亚微米级纹理结构，以确保钙钛矿薄膜高效沉积。在自然环境条件下制备的全织构化钙钛矿/硅叠层器件的有效面积为19.9平方厘米，获得了28.28%的高效率。这项工作为大面积钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的商业化生产开辟了一条新途径。
热蒸发是一种成熟的薄膜制备技术，在钙钛矿太阳能电池的规模化制备中具有巨大潜力。然而，全热蒸发钙钛矿太阳能电池的性能仍落后于溶液法制备的器件。实现高效稳定全热蒸发器件制备的全热蒸发反型钙钛矿太阳能电池效率达25.19%，为目前该类型器件最高水平，且具备优异的运行稳定性与大面积均匀性，展现出良好的产业化前景。
近日，清华大学材料学院林红教授团队合作在柔性钙钛矿太阳能电池埋底界面二甲基亚砜残留去除方面取得重要研究进展。动态接触角，热重分析及红外光谱等综合分析表明IDPAC分子能够通过化学钝化削弱SnO2与PbI2对DMSO的吸附作用，从而获得埋底界面孔洞消除、残余应力应变松弛的高质量柔性钙钛矿薄膜。清华大学材料学院2022级博士生张子灵为论文第一作者，清华大学材料学院教授林红和厦门大学教授李鑫为论文通讯作者。
论文概览实现均匀稳定的空穴传输层对大面积钙钛矿太阳能电池至关重要。这一系列创新成果为钙钛矿太阳能电池的界面工程提供了全新解决方案。商业应用的可扩展性和工作稳定性本研究通过一体化2PACz-NiOxHTL技术成功实现了钙钛矿太阳能组件的大面积制备。该技术通过NiOx合成过程中的一步法原位锚定，显著提升了界面结合力、薄膜均匀性和电荷传输性能，为钙钛矿太阳能电池的大面积制备提供了理想解决方案。
残余应力会导致钙钛矿晶格畸变，进而形成位错、空位等局域缺陷，这些缺陷作为非辐射复合中心严重影响钙钛矿薄膜的稳定性。此外，该器件在1.55eV带隙的同类PSC中实现了最低的开路电压损失，并展现出优异的长期稳定性。这些成果为钙钛矿薄膜的埋底界面修饰和高效柔性PSC的制备提供了一条有前景的路径。
所提出的方法无需依赖瞬态技术或传统假设完美载流子提取的IQE模型，即可快速评估器件界面性能。文章亮点：1.新型IQE线性化分析方法：通过强吸收与弱吸收极限下的IQE线性拟合，直接提取界面收集效率fc及其空间梯度，无需依赖瞬态测量或理想化假设。
然而，其性能受到钙钛矿/电子传输层上界面的严重限制。该界面主导电子提取效率、离子迁移和非辐射复合，直接影响开路电压和填充因子。此外，界面缺陷、能级失配和化学不稳定性常导致迟滞和性能衰减，阻碍商业化进程。多维界面结构优化策略：提出2D/3D异质结、动态共价界面等创新结构，显著增强电荷提取效率并抑制离子迁移，实现超过33%的认证效率。
在无机空穴传输材料上沉积的钙钛矿薄膜质量长期以来限制了相应器件的性能。基于CuCoO的冠军器件实现了26.70%和25.07%的高功率转换效率。异相成核与外延生长机制：CuCoO与钙钛矿之间近乎完美的晶格匹配促进了高质量钙钛矿薄膜的形成，显著降低了缺陷密度与残余应变。
北京航空航天大学、宁夏大学为共同通讯单位，张啟先、陈海宁和刘慧丛为共同通讯作者。文章全面介绍了大面积碳基钙钛矿太阳能电池及组件的最新进展，重点探讨了高温碳电极和低温碳电极光伏器件中可扩展制备技术与性能提升策略；此外，还分析了C-PSCs的封装技术和成本问题。最后，文章简要展望了C-PSCs商业化面临的挑战与机遇。希望本综述能激发并引导研究者加入到C-PSCs及组件的研发之中，从而加速该类器件的商业化进程。
实现均匀且稳定的空穴传输层对于大面积钙钛矿太阳能电池至关重要。本研究提出了一种集成HTL策略，在NiOx合成过程中进行原位SAMs锚定，形成一种可扩展、高性能且耐用的HTL。参考消息来源NatureCommunications为应对这些挑战，科学家提出了一种基于原位SAMs协调NiOx纳米颗粒的创新型集成HTL策略。更重要的是，集成HTL中SAMs的强锚定效应进一步提高了器件的运行稳定性。
