高效太阳能

本研究郑州大学宋东兴、王珂等人开发了一种基于降冰片二烯分子的固态光热储能薄膜，通过光异构化反应将太阳能转化为化学能，并在加热时以热能形式释放。其中，NBD4薄膜表现出最高的储能密度，达到202Jg。将该固态光热储能薄膜与光伏电池集成后，可吸收紫外光，降低光伏电池温度约5°C，并将紫外光子储存为化学能，系统整体效率提升约3%。

激子扩散长度是有机太阳能电池的关键参数。近期研究表明，Y型NFA中会产生分子间电荷转移激子，但ICT激子形成对LD的影响尚未明确讨论。本文香港大学PhilipC.Y.Chow等人指出，由于皮秒时间尺度上ICT激子形成导致光学带隙附近光谱演化，忽略此现象可能导致瞬态吸收数据分析中显著高估Y型NFA薄膜的LD。此外，在使用激子-激子湮灭模型进行数值拟合时，采用ICT激子的本征弛豫寿命对于可靠提取扩散系数和LD至关重要。

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。

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设计具有聚集增强发光特性的高发光聚合物给体PINTSO-F，并将其作为第三组分精准定位至给体-受体界面，成功实现了对有机太阳能电池非辐射复合的有效抑制和电荷动力学的协同优化，最终获得了效率超过20%、非辐射电压损失低至0.192V的高性能器件。

钙钛矿/有机叠层太阳能电池是突破单结器件效率极限的潜力路径，然而其性能受限于有机子电池中的复合损失。当给体含量不足时，受体分子易发生聚集，破坏分子堆叠并降低结晶度。这些形貌变化阻碍了激子解离，进而导致电荷复合并降低整体器件性能。通过优化薄膜形貌与结晶过程，我们成功降低了复合损失，实现了效率高达26.42%的钙钛矿/有机叠层太阳能电池。

减少钙钛矿/电子传输层界面的非辐射复合是实现高性能稳定钙钛矿/硅叠层太阳能电池的关键挑战。本研究分析了能量损失，并设计了双层钝化策略以提升叠层电池的性能与耐久性。实验结果表明，该双层钝化策略可精确调控钙钛矿能级排列、降低缺陷密度并抑制界面非辐射复合。采用AlO/PDAI处理的单片式钙钛矿/硅叠层太阳能电池，在使用基于QCELLSQ.ANTUM技术制备的工业硅底电池上，实现了31.6%的光电转换效率。

DCTP在甲苯、氯苯和氯仿等低极性溶剂中具有良好的溶解性，且不会损伤钙钛矿表面。经氯苯加工的DCTP中间层能充分钝化钙钛矿表面缺陷，并优化钙钛矿/空穴传输层界面的能级排列。结果表明，DCTP处理的器件实现了26.07%的冠军光电转换效率，且重现性优异，而参比器件效率为24.28%。

钙钛矿材料中高度能量无序导致严重的载流子非辐射复合，直接影响光伏器件的能量损失。目前，对钙钛矿太阳能电池中能量无序的调控及其与开路电压损失之间的关联尚不明确。本研究华侨大学吴季怀、北京大学朱瑞和西北工业大学涂用广等人通过原位NH生成调控钙钛矿结晶过程，提升了其能量有序度。最终，我们获得了乌尔巴赫能量低至23.7meV的高质量钙钛矿薄膜。

虽然已知脒类配体能显著增强钙钛矿太阳能电池中的缺陷钝化作用，但其通过协同调控阳离子-阴离子分布来改善钙钛矿薄膜均匀性的作用尚未被探索。采用真空闪蒸辅助溶液法制备的PBD钝化薄膜，其优化后的均匀性使器件实现了26.66%的光电转换效率。该效率值位列目前已报道的钙钛矿太阳能电池最高效率之一。我们的研究结果表明，实现均匀的阳离子-阴离子分布对于设计有效钝化剂至关重要，从而同时提升PSCs的光电转换效率和运行稳定性。