除单结器件外,偶极钝化技术对全钙钛矿叠层太阳能电池也具有深远意义。通过解决窄带隙子电池中最棘手的损耗问题之一,该方法为钙钛矿叠层器件实现此前被认为难以企及的效率铺平了道路,预示着高效、可规模化的太阳能利用新时代的到来。
Wu 等人设计了并合成了开壳层的两种双自由基SAMs:RS-1 和 RS-2,其中RS-2额外引入甲氧基增强与钙钛矿的相互作用,RS-1 和 RS-2平面共轭的给体-受体结构,可以促进电子离域与双自由基态形成,通过引入空间位阻基团,提高了分子稳定性和溶液可加工性。
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%。
作为最近网络安全演示的一部分,美国SwiftSolar制造的钙钛矿叠层电池被用于美国国防部混合微电网。模块化微电网专为快速设置和重新定位而设计,并内置于集装箱中。它们可部署在灾难响应、军事行动或远程发电应用中。可部署的微电网利用多种能量输入,包括柴油发电机和电池储能系统以及钙钛矿太阳能电池。美国陆军作战能源专家和亚马逊网络服务等私营部门合作伙伴参加了演示。
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。
此外,该偶极钝化有效减轻了由叠层器件连接层引起的窄带隙子电池中的接触损失,使得全钙钛矿叠层太阳能电池实现了30.6%的卓越PCE。因此,保留PEDOT:PSS作为HTL以减轻这些Voc和FF损失。当旋涂速度达到最大值时,将50μl处理液滴加到钙钛矿薄膜上。
金属卤化物钙钛矿因其卓越的光电性能,已成为推动光伏效率进步的有力竞争者。本研究上海交通大学赵一新、陈悦天、郭永胜和缪炎峰等人提出了一种“SAM-in-matrix”策略,将部分SAM分散于稳定的三硼烷基质中,有效打破了原有分子堆叠导致的聚集现象。推动钙钛矿组件迈向平方米级产业化:成功制备出1米×2米大面积组件,认证效率突破20%,是目前公开报道中最大面积、最高效率的钙钛矿光伏组件之一,具备明确的产业化前景。
鉴于此,2025年10月27日南京大学林仁兴&谭海仁&军事科学院国防科技创新研究院常超和北理工徐健于Nature刊发具有偶极钝化的全钙钛矿叠层太阳能电池的研究成果,开发了一种偶极钝化策略,该策略可降低混合锡铅处的陷阱密度,同时实现空穴传输层/钙钛矿界面处能级的精确对准。此外,偶极钝化有效地降低了串联器件互连层在窄带隙子电池中引起的接触损耗,使全钙钛矿叠层能电池的效率达到30.6%。
在此,我们展示了一种通过引入溶液法制备的铝掺杂氧化锌电子传输层来提升NIRPeLEDs亮度的高效方法。这些结果确立了AZO作为高性能近红外PeLEDs的高效电子输运层的地位,使其成为下一代高功率光电子应用的有前景平台。成功将AZO作为电子传输层的应用标志着高亮度近红外PeLED发展的关键进展,为其在下一代光电子器件中的应用铺平了道路,包括高强度显示器和近红外光发射技术。
在ITO或金属氧化物传输层上的自组装单分子层分子在钙钛矿薄膜处理和器件运行过程中容易解吸,从而导致光电转化效率降低和器件退化。因此,开发在界面上稳定SAMs的有效策略对于进一步提升基于SAMs的钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性至关重要。此外,MPTMS中的巯基可与钙钛矿埋藏界面处的欠配位Pb强烈相互作用,进一步减轻界面缺陷。本研究为高效且稳定的光伏钙钛矿太阳能电池的耐久界面合理设计提供了有价值的指导。