钙钛矿

2012年，我们首次报道了长期稳定的固态钙钛矿太阳能电池，开辟了一个新领域，并引发了认证功率转换效率超过27.3%，超越了单晶硅太阳能电池的效率。如今，随着钙钛矿/硅叠层器件效率接近35%，钙钛矿太阳能电池已成为满足2050年净零碳排放目标所需太瓦级需求的主要候选者。展望未来，钙钛矿太阳能电池已准备好进入市场，预计钙钛矿/硅叠层器件将首先出现，随后是高效单结器件。固态钙钛矿太阳能电池的发现钙钛矿是具有ABX3通式的化合物。

基于锡的卤化物钙钛矿太阳能电池是一种极具前景的无铅替代方案，具有适宜的带隙和强光吸收特性，但其器件性能受制于显著的开路电压和填充因子损失。尽管相关研究已取得一定进展，但由于氧化化学、缺陷物理及界面能学的耦合作用，锡基钙钛矿太阳能电池的开路电压与填充因子性能仍难以媲美铅基钙钛矿太阳能电池。

卤化物钙钛矿因其优异的性能与合理的成本，已成为极具前景的X射线探测材料。其中，三维钙钛矿与低维钙钛矿之间的异质结构因其低离子迁移和良好的稳定性而备受关注。研究表明，二维钙钛矿有机层的空间位阻越大，离子迁移越慢，从而减少陷阱态并提升稳定性。本研究提出了一种精确构建钙钛矿基异质结构的合成方法，深化了对晶格结构与性能之间关系的理解，有助于推动高性能、低成本X射线探测器的发展。

通过对钙钛矿/C界面进行分子调控以减少缺陷密度，对实现高效稳定的倒置型钙钛矿太阳能电池至关重要。然而，取代基柔韧性对钝化性能的影响仍未得到充分理解。研究发现，柔性中心取代基显著增强了吡啶基团的电子云密度，从而提升了其钝化能力，同时抑制了分子聚集并促进了更好的界面接触。

作为深红光发射体的主要候选材料，全无机CsPbI薄膜通常因晶粒融合且缺陷态多而导致深红光钙钛矿LED性能不佳。本文上海交通大学陈悦天、缪炎峰和赵一新等人报道了一种通过大规模制备实现强空间限域、性能优异的深红光发射CsPbI纳米晶薄膜。

如今的钙钛矿，犹如亚马逊雨林中煽动翅膀的那只蝴蝶。与此同时，钙钛矿的产业化落地亦有突破性进展。不过，随着众多光伏企业在技术研发上的重金投入，近些年来钙钛矿技术还是取得了显著进展。行业格局终将重塑虽然钙钛矿叠层电池技术走向成熟仍然需要一定的时间，但技术的进步并非线性的，一旦奇点到来，其将以指数级迈进。正是光伏行业这种重资产与技术迭代快的特性，造就了当时光伏格局的巨变，旧王退位，新王登顶。

研究发现，传统认知中的“单分子层”实则为多层结构，而钙钛矿制备中常用的DMF溶剂可洗脱超过50%的SAM分子，其中近半数直接来自与ITO基底结合的第一层。Figure4展示了再沉积策略对增强SAM稳定性的多重效益及其界面机制。未来，通过进一步优化SAM分子设计以增强层内与层间相互作用，并结合大面积均匀沉积工艺，有望在更复杂的叠层电池结构中实现界面效率与稳定性的协同提升。

值得注意的是，与最近报道的铅类似物PbCl相比，锡异质结构在钙钛矿层与共生层之间出现了扭曲。电子能带结构计算表明，Sn_CYS和Pb_CYS中钙钛矿与共生层能带的能量差异源于结构差异而非组成差异。Sn_CYS的结构各向异性也反映在其较大的面内光致发光线性各向异性比上。研究亮点：首次在自组装块体钙钛矿异质结构中实现可控层间扭曲，通过锡的5s孤对电子诱导结构畸变，改变了界面匹配方式。

环保型CsSnI基钙钛矿发光二极管因其发射峰可延伸至近红外二区，在生物监测、夜视、光通信等领域具有巨大潜力。本文郑州大学赵英杰、电子科技大学刘宗文和林克斌等人报道了利用功能化磺胺胍分子实现的高性能NIR-IICsSnI基PeLEDs。最终，优化后的CsSnI-SGPeLEDs实现了8.1%的外量子效率，这是目前报道的CsSnI基PeLEDs中的最高效率。实现目前最高效率的NIR-II锡基PeLED：优化后的CsSnI-SG器件EQE突破至8.1%，同时具备良好的工作稳定性。

钙钛矿太阳能模块要实现商业化，不仅需要高功率转换效率，还必须具备长期的操作稳定性。本研究西湖大学王睿等人通过三管齐下的策略解决了这些挑战。本研究为在工业相关条件下实现高操作稳定性的钙钛矿太阳能模块建立了机制框架。