钙钛矿层
近日，东南大学电子科学与工程学院李崇文教授团队在钙钛矿/硅叠层太阳能电池方面取得重要进展。本文香港理工大学杨光、李刚联合东南大学李崇文、北卡罗来纳大学教堂山分校黄劲松等科学家综述了钙钛矿/硅叠层太阳能电池的最新研究进展，重点关注效率、稳定性和规模化三大关键领域，并对未来发展方向和商业化前景进行了展望。文章亮点效率突破与损失机制：钙钛矿/硅叠层太阳能电池的经认证的实验室效率超过34%。
钙钛矿太阳能电池(PSCs)及钙钛矿/硅叠层电池是光伏领域的“潜力股”，但要实现工业化，空穴传输层(HTL)是关键瓶颈。传统有机, HTL易开裂、难大面积制备;无机NiO虽稳定,但常规射频(RF)溅射制备的 NiO 导电性低、界面稳定性差，严重限制电池效率。
结论展望本研究通过分子工程策略，成功开发出基于萘酰亚胺的高效电子选择性自组装单分子层，实现了20.64%的认证效率，为无氧化物电子传输层设立了新标杆。该工作不仅深化了对SAMs结构与性能关系的理解，也为钙钛矿太阳能电池的低成本、可扩展界面工程提供了明确的设计原则与技术路径。
在无预沉积空穴传输层的钙钛矿太阳能电池中，利用自组装分子建立低阻钙钛矿/ITO接触对实现高效空穴传输至关重要。ATAA的小分子尺寸和与DMAcPA的分子间相互作用，使其能均匀分散于大尺寸DMAcPA之间，促进致密分子排列，有效抑制聚集，提升空穴传输效率。实现高效率与高稳定性：倒置PSCs效率高达26.64%，并在1000小时连续光照下保持98.5%的初始效率，显著提升器件稳定性。
成果掠影在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，化学所绿色印刷实验室宋延林课题组提出一种非侵入式表面固相反应策略，用于构建高质量钙钛矿太阳能电池的二维钝化界面。该工作展示了固相反应制备纯相二维钙钛矿钝化的优势，为制备高性能钙钛矿光伏器件提供了新思路。▲固相反应制备纯相二维钙钛矿钝化层助力高效钙钛矿太阳能电池
研究人员制作的钙钛矿硅串联太阳能电池的图像。为了突破这一天花板，科学家们正在探索钙钛矿硅叠层太阳能电池，它们结合了钙钛矿顶层和硅底层，可以捕获更广泛的阳光并有望获得更高的性能。他们表明，钙钛矿顶部电池的表面钝化可以在纹理硅上进行，这种类型已经用于大规模生产。钝化在钙钛矿中的工作方式不同研究人员还揭示了钝化在不同材料之间的行为方式的差异。在钙钛矿中，它会影响整个吸收层。
近日，经开区企业仁烁光能(苏州)有限公司联合南京大学、加拿大维多利亚大学在国际顶级期刊《自然光子学》发表重大研究成果，成功攻克柔性钙钛矿太阳能电池大面积制备难题。校企联合首创的“气淬辅助的原位涂层技术”，刷新了两项柔性全钙钛矿叠层太阳能电池纪录，大幅缩小了柔性与刚性钙钛矿电池的效率差距。两项指标均刷新同类器件的世界纪录。
Spiro-OMeTAD因其能级匹配良好和界面兼容性优异，一直是高效钙钛矿太阳能电池中的基准空穴传输材料。本综述韩国化学技术研究院NamJoongJeon和蔚山国立科学技术院DongSukKim等人从机理角度系统阐述了Spiro-OMeTAD基空穴传输层中掺杂剂诱导的不稳定性，揭示了其在工作应力下性能损失的物理化学根源。兼顾高效与稳定：通过分子设计与掺杂工程，实现了Spiro-OMeTAD基器件在26%以上效率的同时，具备长达1000小时以上的操作稳定性，推动其商业化进程。
3,7-POPA不仅能促进钙钛矿的定向结晶和缺陷最小化，还能优化空穴选择性界面的能级对齐，显著提升空穴提取效率。该策略为高性能溴基PSCs的效率与稳定性设立了新标杆。文章亮点多功能SAM设计：3,7-POPA分子通过双结构实现对NiO界面的强结合、钙钛矿定向结晶诱导和缺陷钝化，一举解决溴基PSCs的多重界面问题。创纪录的高Voc与效率：器件Voc高达1.51V，PCE达10.79%，是目前溴基FAPbBrPSCs中的最高水平之一。
通过减少载流子传输损失、提高选择性和抑制非辐射复合，可显著提升钙钛矿/硅叠层太阳能电池的效率和稳定性。同时，这种场效应钝化提高了整个本征钙钛矿吸收层中的电子浓度，增强了导电性并减少了传输损失。最终，我们实现了高性能全绒面钙钛矿/硅叠层太阳能电池，在1-sunAML5G条件下实现了33.1%的转换效率，开路电压达2.01伏，并在红海沿岸表现出优异的户外稳定性。
