钙钛矿电池

钙钛矿太阳能电池凭借高功率转换效率（PCE）和低成本制备优势，成为光伏领域的研究热点。其中，采用镍氧化物（NiOₓ）/ 自组装单分子层（SAM）作为空穴传输层（HTL）的倒置钙钛矿太阳能电池（p-i-n 型），因结构简单、兼容性强，更具产业化潜力。然而，NiOₓ表面存在 Ni²⁺和 Ni³⁺混合价态的固有问题，不仅导致 SAM 层难以均匀生长，影响电荷传输效率，高活性的 Ni³⁺还会加速钙钛矿材料分解，严重制约器件的稳定性。为解决这一核心瓶颈，中国科学院化学研究所李永舫&孟磊团队团队设计了一种创新策略：利用新型SAM分子MeOF-4SHCz靶向NiOx表面的富Ni³⁺区域，通过局域氧化还原反应原位形成S–O–Ni键；同时，常规SAM分子MeOF-4PACz继续在Ni²⁺区域通过P–O–Ni键实现稳定锚定。当这两种分子以4:1（w/w）的优化比例复合后，在NiOx表面形成了协同作用的混合SAM层，其覆盖度与均匀性得到显著提升。基于此氧化还原改进型（ROI）-SAM空穴传输层所构筑的倒置钙钛矿太阳能电池，获得了26.5%的优异PCE（认证效率26.28%），并在持续最大功率点（MPP）运行下展现出超过1000小时（T90）的长期稳定性。

SnO纳米颗粒溶液是目前制备高效溶液法钙钛矿太阳能电池中电子传输层的重要浆料。本文南京工业大学晁凌锋、夏英东和陈永华等人报道了一种磷酸盐缓冲合成策略，可有效稳定SnO胶体。基于此，钙钛矿太阳能电池实现了26.40%的高能量转换效率，并表现出优异的工作稳定性。精准调控表面化学状态，优化器件性能在弱碱性缓冲条件下，SnO薄膜表面羟基与氧空位达到平衡态，促进电荷提取、降低界面复合，最终使钙钛矿太阳能电池效率提升至26.40%。

在“双碳”战略引领下，我国光伏技术创新再迎里程碑进展。近日，南京大学谭海仁教授课题组联合仁烁光能产业化团队，在清洁能源关键核心技术研发中取得重大突破。其研制的平米级商业化钙钛矿光伏组件，不仅实现了绿色环保制备，更在转换效率与产品可靠性方面双双达到世界领先水平。

作为全球光伏领域的新一代核心技术，钙钛矿电池凭借其卓越的效率潜力备受瞩目。其中，单结钙钛矿电池的理论转换效率上限可达33%，叠层结构钙钛矿电池更是高达43%，这两项指标均大幅超越传统晶硅太阳能电池29.4%的效率极限。通过持续的技术创新，团队成功攻克了薄膜材料广域带隙精准调控、高质量结晶工艺优化等一系列关键难题，先后3次刷新1.68eV宽带隙与1.50eV常规带隙钙钛矿电池的光电转换效率世界纪录。

通过持续的技术创新，团队成功攻克了薄膜材料广域带隙精准调控、高质量结晶工艺优化等一系列关键难题，先后3次刷新1.68eV宽带隙与1.50eV常规带隙钙钛矿电池的光电转换效率世界纪录。这一成果不仅标志着中国石油在钙钛矿电池技术领域实现了多路线布局，更使其跻身全球极少数掌握多种钙钛矿太阳能电池核心技术的企业行列。

兰州大学曹婧团队设计了一种可溶液加工的四磺化卟啉中间层，其具备强偶极矩和多重配位点，可通过简单的水基后处理垂直锚定在SnO/钙钛矿界面。磺酸基团的强吸电子特性赋予该卟啉分子显著的固有偶极矩，极大促进了电子从钙钛矿向SnO的快速、高效提取与传输。UPS测试进一步证实，修饰后SnO电子传输层的导带与钙钛矿薄膜的导带匹配更为有利。

宽禁带钙钛矿太阳能电池是叠层太阳能电池的关键组成部分。得益于改善的载流子提取性能，所得宽禁带钙钛矿太阳能电池实现了24.13%的光电转换效率，是目前宽禁带钙钛矿电池中最高效率之一。创新分子工程策略：设计并利用邻苯二胺构建π-共轭分子壁，其暴露的邻二胺基团可同步锚定溴与碘离子，实现模板化结晶，获得高度有序的晶面与垂直取向。

本研究普渡大学窦乐添等人设计了一种带有乙二醇醚侧链的离子液体——甲氧乙氧甲基-1-甲基咪唑氯化物，通过与NiO的协同作用调控钙钛矿生长并稳定埋底界面。MEM-MIM-Cl通过与欠配位Pb发生螯合作用，诱导形成新型中间相，从而抑制缺陷及缺陷诱导的降解。此外，昼夜循环老化测试表明器件具有前所未有的抗疲劳性能，突显了MEM-MIM-Cl在同步提升效率与操作稳健性方面的双重作用。

Spiro-OMeTAD是高效n-i-p钙钛矿光伏器件中最常用的空穴传输层材料，然而传统掺杂方法导致器件运行稳定性差。最佳钙钛矿太阳能组件的认证效率达到20.95%，是目前无锂spiro-OMeTAD基组件中的佼佼者。高效大面积组件与超强稳定性：实现20.95%认证效率的钙钛矿太阳能组件，并在未封装条件下连续运行700小时仍保持97%初始效率，为无锂spiro基器件树立新标杆。

2025年11月11日钧天航宇卫星公司报道：03星钙钛矿电池搭载试验一年持续正常进行，目前伏曦炘空已形成 “专利 - 产品设计 - 在轨验证” 的完整技术闭环。