本研究西北工业大学陈睿豪和王洪强等人提出并实验验证了一种可同时锚定阳离子和阴离子缺陷的界面修饰策略,以4,5-二氰基咪唑为例,实现了对未配位离子缺陷的协同钝化,并同步固定相邻对应离子。DCI修饰有效抑制了离子迁移和相分离,使钙钛矿层由拉伸应力转变为压缩状态,最终使器件实现了26.10%的冠军效率。应力调控与晶格稳定性提升:DCI修饰使钙钛矿薄膜由拉伸应力转变为压缩状态,显著降低缺陷密度,提升结构稳定性。
反式钙钛矿太阳能电池因其优异的稳定性与可扩展潜力被视为下一代光伏技术的重要方向,但其埋底界面缺陷和机械应力长期制约了效率与可靠性。2025年11月4日,苏州大学李亮&王旻团队于EES发表最新研究成果,报道了一种基于分子引导的埋底界面调控策略,通过2-氨基噻唑盐酸盐对Al2O3纳米颗粒进行功能化,实现了高效稳定的反式钙钛矿太阳能电池。该研究为高性能、长寿命钙钛矿光伏器件的规模化制备提供了新思路。
电场方向反转增强提取:PMEAI诱导界面电场从C指向钙钛矿,显著加速电子提取并抑制复合,突破传统钝化层对电流与填充因子的限制。高效与高稳兼备:器件效率达26.7%,认证25.84%,兼具优异热稳定性与抗离子迁移能力,推动倒置钙钛矿电池向商业化迈进。
虽然更紧密的异质界面有利于单线态激子解离,但也可能增加复合概率。香港科技大学广州吴佳莹、香港理工大学李明杰和马睿杰等人通过光物理分析发现,选用极化率较低的小分子填充这些界面,可在保持激子离域的同时,增强短程迁移率,从而抑制亚纳秒双分子复合损失。
推动原位表征方法创新:多模态原位平台为钙钛矿成膜动力学研究设立新标准。结论展望本研究通过多模态原位表征手段,系统揭示了BrI混合卤素宽禁带钙钛矿的结晶动力学与电荷传输机制,明确了垂直取向提升电荷提取与卤素均质化引入缺陷的双重效应。研究指出,未来宽禁带钙钛矿性能提升的关键在于平衡晶体取向与缺陷抑制,可通过功能添加剂、气体淬火等工艺调控结晶路径。
尽管基于溴-碘混合卤化物钙钛矿的宽带隙钙钛矿太阳能电池在提升光伏性能方面已有诸多努力,但对于其结晶动力学以及溴混合对结晶动力学的作用仍缺乏深入理解。我们发现,MAPbIBr钙钛矿薄膜存在两种本质上不同的结晶动力学过程:一种是中间溶剂复合相辅助生长(富碘),另一种是自上而下的垂直取向生长(富溴)。
钙钛矿薄膜通常需借助多种沉积设备制备,而自铺展方法提供了一种无需设备的简易替代方案。本研究广东工业大学丁黎明等人提出通过溶剂与固态添加剂调控钙钛矿溶液的铺展与结晶行为,成功在空气中通过自铺展制备出大面积钙钛矿薄膜。本研究为高性能钙钛矿电池与模组提供了一条可扩展、低成本的制备路径。
实现高性能钙钛矿光伏器件的可扩展加工对其在可持续能源技术中的商业化至关重要。为解决这一问题,德国埃尔朗根-纽伦堡大学ShudiQiu、ChristophJ.Brabec、暨南大学麦耀华和郭飞等人发现,平衡控制过饱和速率与溶剂配位能力对于通过真空辅助刮涂获得高质量钙钛矿薄膜至关重要。
最终,基于此的有机太阳能电池在使用ZnO基ETL的器件中实现了20.1%的纪录效率,并具备优异的厚度容忍度和操作稳定性。实现传统结构OSC效率突破:刚性器件效率达20.1%,柔性器件达19.1%,均为ZnO基ETL器件的最高纪录。具备优异厚度容忍度与稳定性:ZnO-DIB器件在10–35nm厚度范围内效率波动5%,并在连续光照下保持超过80%的初始效率。
最终,基于此的有机太阳能电池在使用ZnO基ETL的器件中实现了20.1%的纪录效率,并具备优异的厚度容忍度和操作稳定性。实现传统结构OSC效率突破:刚性器件效率达20.1%,柔性器件达19.1%,均为ZnO基ETL器件的最高纪录。具备优异厚度容忍度与稳定性:ZnO-DIB器件在10–35nm厚度范围内效率波动5%,并在连续光照下保持超过80%的初始效率。