钙钛矿太阳能电池

倒置(p-i-n)钙钛矿太阳能电池(PerSCs)相较于传统(n-i-p)结构，有望克服传输层的吸湿性限制。然而，其性能和稳定性常受限于疏水性空穴传输层的润湿性差及钙钛矿中的非辐射复合问题。本研究宁夏师范学院魏娟娟、阎云，北京化工大学于润楠和谭占鳌等人采用新型π共轭有机碱金属离子盐(Phen-OX)作为界面修饰材料，其兼具疏水性配体骨架和亲水性碱金属离子基团，具有两亲性。通过Phen-OX修饰阳极界面，可显著改善聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)表面的润湿性，并提升钙钛矿薄膜质量。此外，Phen-OX中的菲咯啉单元能与钙钛矿中未配位的Pb²⁺缺陷配位，抑制非辐射复合。同时，Phen-OX还促进钙钛矿结晶，最终实现效率达25.50%的高性能器件，并显著提升稳定性。

低n值准二维钙钛矿具有优异的稳定性，但其电荷传输效率较低。文章亮点：高效与稳定兼得：通过酪氨酸调控低n值相(n≤3)，同时提升准二维钙钛矿的稳定性和效率。载流子传输突破：Tyr增强层间电荷耦合，载流子扩散长度超1μm，电子迁移率提升4倍，器件滞后效应显著降低。大规模应用潜力：72.47cm组件实现20.28%认证效率，为目前大面积准二维钙钛矿器件的最高纪录，展示了商业化前景。

据科技日报8月10日报道，昆明理工大学研究人员开发出一种新型晶界稳定技术，成功解决了钙钛矿太阳能电池长期面临的效率与稳定性瓶颈问题，为高效太阳能电池的产业化应用提供了关键支撑。钙钛矿太阳能电池因成本低、光电转换效率高，被视为下一代光伏技术的核心方向。针对这一挑战，昆明理工大学研究团队提出了创新解决方案。这一成果有效破解了钙钛矿电池“短命”难题，为其在实际场景中的应用奠定了基础。

在这项工作中，通过SCAPS1D系统地研究了所提出的器件的结构，包括功率转换效率、HTL厚度、钙钛矿层、ETL以及温度、串联和分流电阻。所获得的器件具有1.46eV的开路电压，27.53mA/cm2的短路电流密度，填充系数为83.58%，效率为33.68%。HTL、钙钛矿吸收层和ETL的优化厚度分别为0.2、1.8和0.02微米(μm)，而优化后每一层的掺杂浓度为1021/cm3。这项研究凸显了无铅钙钛矿在下一代太阳能电池中的潜力，并表明通过仔细的材料选择和优化可以获得高效率。

然而，宽带隙钙钛矿太阳能电池的本征不稳定性主要归因于多重离子迁移所引起的空位缺陷。本工作为利用超分子策略提升混合卤素宽带隙钙钛矿薄膜质量及其光照稳定性开辟了新途径。此外，得益于冠醚环外侧疏水氢原子的疏水屏障效应，冠醚修饰的WBGPSC展现出优异的湿度稳定性。进一步地，冠醚修饰的两端（2-T）全钙钛矿TSC效率高达28.44%。

尽管配位稳定的晶格和溶液可加工性使混合A位钙钛矿成为高效稳定光伏器件的理想材料，但甲脒和铯之间的自发阳离子分离严重威胁器件性能。为解决这一问题，我们开发了一种双位点添加剂介导的结晶策略，通过双功能分子设计实现薄膜均质化并最小化界面损失。我们的研究为溶液化学设计、结晶控制和制造可扩展性提供了创新见解，为钙钛矿光伏商业化建立了稳健框架。

大正微纳的全球首个轻质柔性钙钛矿太阳能电池户外示范项目，自2023年7月启动以来就吸引了众多关注的目光。如今，该示范项目已经稳定运行了两年，为钙钛矿太阳能电池的商业化应用注入了一剂强心针。大正微纳将持续关注户外示范的发电监测，进一步优化产品性能和稳定性。

基于此，武汉大学何建华等人开发了一种采用双功能分子设计的双位点添加剂介导结晶策略，该策略可实现薄膜均质化并最大限度地减少界面损失。图2.用于均质化FA-Cs基钙钛矿的双位点添加剂介导的结晶策略。总之，作者发现混合阳离子钙钛矿中普遍存在的相分离是推进钙钛矿太阳能电池技术的关键障碍。这种双位点添加剂介导的结晶策略实现了多功能调节，显著抑制了A-位点阳离子偏析。

8月4日，深圳理工大学白杨教授联合复旦大学褚君浩院士团队在NatureCommunications期刊上发表研究成果，成功开发出超稳定、高效率宽带隙钙钛矿太阳能电池，并基于该成果构建出性能优良的全钙钛矿叠层器件。白杨教授团队在钙钛矿太阳能电池技术方面具有深厚的研究基础和丰富的创新经验，此次突破性的成果，进一步巩固了深圳理工大学在该领域的领先地位。