钙钛矿太阳能电池
研究人员设计了一种钙钛矿结晶动力学调控模板，通过同步引入 SCN⁻和挥发性 NH₄⁺配体，实现了钙钛矿的快速成核与晶体生长抑制。由此制备出的高质量钙钛矿薄膜具有更大的晶粒尺寸、更优异的结晶度、有序的表面形貌以及得到补偿的残余应变。值得注意的是，在钙钛矿薄膜的埋层界面检测到的残留 SCN⁻配体还倾向于充当界面钝化剂。
计算与实验分析表明：偕胺肟的氨基（-NH2）、羟基（─OH）和亚胺基（─C═N）可协同配位Pb2+调控结晶过程，而吡啶单元通过卤素-氮（halogen–N）配位有效键合碘分子（I2）以抑制碘相关缺陷。相较于2-PyA和4-PyA，间位取代的3-PyA因空间位阻效应更小且吸电子能力更弱，表现出更显著的相互作用。
解决钙钛矿太阳能电池的效率和长期稳定性限制源于晶体缺陷以及界面能级错位，中国研究人员设计了双二硫化物作为钙钛矿和电子传输层界面处的多功能界面改性剂。频闪散射显微镜显示，SF处理薄膜具有优异的长期载流子动力学，在环境空气中2000小时后仍保留其初始最大载流子扩散系数的~86%，远远超过参考器件。值得注意的是，在环境储存三个月后，SF改性钙钛矿薄膜的平均载流子扩散系数比对照组高出约3倍，强调钙钛矿薄膜质量的增强。
钙钛矿/空穴传输层界面的合理分子设计提供了一种抑制CsPbI3-xBrx基钙钛矿太阳能电池中非辐射复合的可行策略。然而，用单一分子修饰剂同时实现高效的缺陷钝化和快速的电荷提取仍然具有挑战性。优化后的器件实现了22.49%的功率转换效率，这是迄今为止此类钙钛矿太阳能电池的最高报道值。这项研究提供了一种有前景的分子工程方法，可通过界面改性来增强无机钙钛矿太阳能电池的性能和耐久性。
两亲性分子OTAB在3DCsFAMA钙钛矿薄膜上形成自组装层，增强器件性能和长期稳定性。OTAB还提高了表面光滑度、薄膜均匀性，并促进了表面晶体取向。此外，OTAB中的溴离子有效地钝化了缺陷，从而抑制了离子迁移并减轻了非辐射复合。因此，基于OTAB的器件表现出卓越的性能，实现了22.61%的功率转换效率，短路电流密度为25.36mA/cm2，开路电压为1.10V，填充因子为81.36%。
近日，在上海市科委“2025年度关键技术研发计划‘新能源’”项目中，上海旭励携手复旦大学、上海交通大学、长三角太阳能光伏技术创新中心，凭借“卫星用轻质钙钛矿/晶硅叠层太阳电池模组关键技术研究”课题，成功中标“高效钙钛矿/晶硅叠层太阳电池及模组技术”项目。目标建成兆瓦级的卫星用轻质钙钛矿/晶硅叠层太阳电池模组示范线。
在CsPbI₃₋ₓBrₓ基钙钛矿太阳能电池（PSCs）中，钙钛矿/空穴传输层（HTL）界面的理性分子设计是抑制非辐射复合的有效策略。然而，如何通过单一分子修饰剂同时实现高效缺陷钝化和快速电荷提取仍具挑战性。
由于残余拉伸应变的存在以及钙钛矿固有的脆性和薄膜质量问题，柔性钙钛矿太阳能电池（f-PSCs）在稳定性方面面临持续挑战。
8月11日，通威股份光伏技术中心钙钛矿研发团队联合电子科大白塞和中国测试技术研究院康张李在能源领域顶尖学术期刊《ACS Energy Letters》上发表了题为《Crystallization Modulation of Wide-Bandgap Perovskites on Textured Silicon for Tandem Solar Cells》的研究型论文，报道了团队在叠层电池领域的理论研究成果。该工作完善了蒸镀—溶液两步法钙钛矿结晶成膜理论体系，为全制绒叠层电池的均质化成膜难题提出了简便有效的解决策略。通威是论文第一署名单位，第一作者为电池开发二部高级工程师吴林博士，通讯作者为该部门主任工程师胡逾超博士和张一峰博士。
论文概览自组装分子沉积在氧化镍表面，是反式钙钛矿太阳能电池实现高效空穴传输的关键。该工作为设计高覆盖、高稳定NiOx基HTL提供了全新思路，将反式钙钛矿电池推向更高性能与更长寿命。TCEP通过致密化SAM、降低缺陷、优化能级排布，实现高效空穴抽取与复合抑制，从而全面提升光伏性能。DFT证实该集成层吸附能更高，可抵御DMF侵蚀并阻断NiOx对钙钛矿有机阳离子的还原，抑制界面非辐射复合并优化能级匹配。
