钙钛矿层

尽管超亲水性有助于润湿，但仅凭此仍无法实现钙钛矿对金字塔结构的完全覆盖。该策略为钙钛矿与硅光伏的高性能叠层器件集成提供了可行路径。高效器件性能：在全绒面硅上实现了一步溶液法钙钛矿沉积，制备出效率高达32.74%的钙钛矿/硅叠层电池，且该方法兼容多种空穴传输层与沉积工艺，具备良好的可扩展性。

无机钙钛矿因其良好的热稳定性及光照下抑制相分离的特性，成为硅基叠层太阳能电池理想的顶电池材料。本文南开大学王鹏阳和张晓丹等人开发了一种弱p型材料——乙二胺乙酸甲胺与氧化镍结合作为空穴选择性层。基于此，CsPbI33无机钙钛矿太阳能电池实现了21.52%的光电转换效率，无机钙钛矿/硅叠层电池更是创下27.92%的纪录。高效率记录：单结无机钙钛矿电池效率达21.52%，叠层电池效率突破27.92%，均为当前报道的最高水平。

近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员潘旭团队，在反式钙钛矿太阳电池传输层优化方面取得进展，实现了太阳电池器件效率与稳定性的双重突破。在钙钛矿太阳电池器件结构中，除核心的钙钛矿吸收层外，其两侧的半导体功能传输层对电荷分离与输运发挥支撑作用，影响器件整体性能。

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。

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。

本文云南大学张文华、香港理工大学杨光和深圳理工大学白杨等人引入丙二脒盐酸盐作为一种新型配体，可同步调控宽禁带钙钛矿的晶核取向、钝化晶界，并释放晶格应变。基于此，1.77eV单结宽禁带钙钛矿电池实现了20.4%的冠军效率与1.369V的高开路电压。封装后的全钙钛矿叠层器件在1个太阳光、大气环境下连续最大功率点跟踪运行700小时后仍保持93%的初始效率，1320小时后仍超过80%。

实验结果证实，双层钝化策略能够精确调节钙钛矿的能级对齐，降低缺陷密度，并抑制界面非辐射复合。结合AlOx/PDAI2处理的整体钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现了31.6%的光电转换效率，使用的是采用QCELLSQ.ANTUM技术制造的工业硅底电池。基于这一研究方法，研究人员提出了一种针对钙钛矿/硅叠层太阳能电池特定挑战的双层钝化策略。通过利用AlOx和PDAI2的互补优势，双层钝化策略同时解决了能量损失和稳定性的问题，在不影响离子传输动力学的前提下优化了界面特性。

溶液法制备的钙钛矿材料，结合现有硅基设施用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池，因其低成本和高效率而备受关注。

结论展望本研究通过引入磷基小分子TPP调控Me-4PACz/钙钛矿界面，实现了缺陷钝化、结晶调控与离子迁移抑制的协同优化，不仅在宽带隙钙钛矿电池中取得20.46%的高效率，更推动全钙钛矿叠层电池效率突破29.71%，并具备出色的长期稳定性。该工作为钙钛矿界面工程提供了新的分子设计思路与工艺路径，对未来高性能、高稳定性钙钛矿光电器件的开发具有重要指导意义。

基于该策略的反式钙钛矿太阳能电池实现了27.02%的高效率与2000小时运行下98.2%的卓越稳定性，同时在大面积组件和全钙钛矿叠层电池中均表现出优异的拓展性与认证效率。