宽带隙钙钛矿因其可通过混合卤化物组分实现可调带隙,而被广泛应用于叠层太阳能电池。鉴于此,2025年12月1日武汉大学ShunZhou&方国家&柯维俊于EES刊发卤化物混合抑制策略用于1.95eV宽带隙钙钛矿,实现高效三结叠层太阳能电池的研究成果,本文采用了一种卤化物混合抑制策略,即引入氰酸钾作为卤化物混合“制动器”。该方法有效减缓了退火过程中卤化物交换速率,促进了薄膜内卤化物分布的均匀性。
我们揭示了掺杂机制,并证明此类掺杂剂可将钙钛矿/OSC异质结处的空穴提取效率提升45%。使用金属茂盐掺杂剂的钙钛矿/OSC光活性层,相比使用传统LiTFSI基掺杂剂的薄膜,对湿气诱导降解的耐受性显著增强。显著增强器件界面稳定性与空穴提取金属茂盐掺杂剂及其反应副产物中性二茂铁能有效钝化钙钛矿表面,诱导能带弯曲并形成表面杂化态,从而提升空穴提取效率。
实验结果表明,F-CPP处理后的钙钛矿薄膜介电常数提升约2倍,器件瞬态反向击穿电压达-6.6V,为银基钙钛矿太阳能电池中的最高值之一。结论展望本研究通过引入F-CPP介电分子桥,成功实现了钙钛矿太阳能电池效率与反向击穿电压的双重突破,首次系统解决了钙钛矿电池在实际应用中的反向偏压稳定性难题。
研究意义为两步法制备高性能宽带隙钙钛矿提供新策略。首次实现全溶液两步法制备钙钛矿/硅串联电池效率突破31%。结论展望本研究通过BCF分子引入,构建了硼-卤键与氢键协同的结晶调控新策略,成功制备出高质量1.68eV宽带隙钙钛矿薄膜,实现单结23.49%、串联31.12%的高效率,并显著提升器件稳定性。
本文成都理工大学陈雨和四川大学彭强等人提出了一种介电分子桥策略,采用双氯膦调控钙钛矿结晶、抑制离子迁移、调节界面能带排列并钝化非辐射复合。最优器件实现了26.60%的光电转换效率,最大瞬态反向击穿电压达-6.6V。介电性能显著增强:F-CPP处理使钙钛矿介电常数提升约两倍,器件瞬态反向击穿电压高达-6.6V,反向稳定性大幅提升。高效率与高稳定性兼具:器件效率达26.60%,并在多种应力测试下表现出优异的长期稳定性。
卤化物钙钛矿与金属电极之间显著的电化学反应会引入可移动的外源金属离子,这既可能导致器件不稳定,也可能赋予新功能。此外,反转偏压可剥离沉积的Au,展现出适用于双极阻变器件的可逆性,并为Au在钙钛矿基质中的电化学与离子传输本质提供了直接证据。
通过在低温真空环境下对前驱体湿膜进行处理,SSVF方法能够精确调控溶剂蒸发动力学,从而形成高度致密、低陷阱密度的钙钛矿薄膜。
作为行业公认的下一代技术路线,长期以来,钙钛矿太阳能电池始终受制于衰减与寿命问题,难以产业化。此次晶澳研发成果登上顶刊,为解决钙钛矿叠层电池产业化长期面临的效率与稳定性难题提供了极具价值的参考范本。这标志着晶澳不仅在TOPCon技术上持续领跑,更在代表未来的叠层技术领域持续占据优势。
高效单结与叠层器件性能突破:单结1.68eV宽带隙钙钛矿太阳能电池效率达23.49%,开路电压高达1.291V;叠层器件效率突破31.12%,为全溶液两步法制备叠层电池中的最高纪录。优异稳定性与缺陷钝化机制:BCF分子迁移至晶界与表面,有效钝化缺陷,抑制非辐射复合与卤素相分离,器件在连续运行500-750小时后仍保持90%以上的初始性能。
创新点分析1)提出了分子取向工程诱导界面电场反转的机制。2)实现了低位阻缺陷钝化与高效电荷传输的协同。X射线衍射谱证实钝化处理未引发新相。X射线光电子能谱揭示了PMEAI与钙钛矿中铅和碘的显著电子相互作用,表明其有效的缺陷钝化作用。这归因于PMEAI水平取向形成的致密覆盖层以及其诱导的反向内建电场对银离子迁移的静电排斥作用,共同保障了器件的长期稳定性。