中科院
近期，中国科学院半导体研究所游经碧研究员领导的团队发现，基于MACl制备的钙钛矿薄膜存在垂直方向上氯分布不均匀的问题，主要原因是MACl中的氯离子在钙钛矿结晶过程中迅速迁移至上表面引起富集。基于所开发的氯元素均匀分布的钙钛矿薄膜，团队研制出经多家权威机构认证、光电转换效率为27.2%的钙钛矿太阳能电池原型器件。该研究实现了钙钛矿太阳能电池效率与稳定性方面的协同提升，将为其产业化发展提供重要支撑。
论文概览针对倒置结构钙钛矿太阳能电池中钙钛矿/自组装单分子层异质界面机械稳定性差、制约器件长期可靠性的关键瓶颈，青岛科技大学与中国科学院青岛生物能源与过程研究所联合团队创新性地基于软硬酸碱理论，设计并筛选出一系列硫醇（-SH）基交联剂，用于强化界面化学键合并提升稳定性。
钙钛矿半导体因其优异的光电性能和溶液可加工特性，被认为是下一代高效光伏与光电器件的核心材料之一。近年来，旋涂、刮涂和狭缝涂布等方法已推动钙钛矿太阳能电池效率不断刷新纪录。限域结晶显著降低了前驱体向晶体转变的能垒，使喷涂法也能够制备出低缺陷、高结晶质量的钙钛矿薄膜，其体缺陷态密度低至约1014cm-3。
钙钛矿/ 硅叠层太阳能电池是突破单结电池效率极限的核心技术路径，其中宽带隙（WBG）钙钛矿顶电池的性能直接决定叠层器件的最终表现。为匹配硅底电池的电流输出，宽带隙钙钛矿需引入高溴含量和Rb 合金化，但这会导致结晶动力学过快、相分离严重，形成δ-RbPbI₃等非钙钛矿副相，大幅降低器件效率与稳定性。
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。
倒置型钙钛矿太阳能电池（p-i-n pero-SCs）采用氧化镍（NiOx）与自组装单分子层（SAM）作为空穴传输层（HTL），已展现出较高的光电转换效率（PCE）。然而，NiOx表面镍价态的多样性给高质量SAM HTL的构建带来了复杂性。
2025年12月5日，由中国能源研究会新能源智能制造与应用技术专委会、中国电力工程顾问集团西北电力设计院、福建永福电力设计股份有限公司、索比光伏网联合主办的2025第三届海上光伏大会在福建顺利召开。会上，中国科学院海洋研究所海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室、海洋关键材料全国重点实验室研究员段继周聚焦海上光伏设备面临的腐蚀与生物污损痛点，系统阐述了多场景防护技术体系与全寿命周期性能保障方案，为行业突破海洋环境运维瓶颈提供了关键技术支撑。
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。
论文概览自组装单分子层由于其独特的调节能级排列和界面质量的能力，成为反式钙钛矿太阳能电池中有前景的空穴传输层。MeO-4PACz与COFs共组装后，聚集状态显著改善，形成了均匀的自组装单分子层。改善的分散性有助于形成均匀的SAM，从而促进钙钛矿薄膜的沉积。结果显示，在没有COFs的情况下，MeO-4PACz在ITO表面聚集，而在Zn-PT-COF的帮助下，MeO-4PACz的聚集显著减少，形成了更加均匀的单分子层。
本研究针对钙钛矿/硅叠层太阳能电池的填充因子瓶颈，中国科学院新疆理化技术研究所刘家凯、中国科学院上海微系统所刘正新、刘文柱和张丽萍等人提出基于双梯度钨掺杂氧化铟中间层的创新方案。实验采用反应等离子体沉积技术，通过精确调控氧氩流量比，成功制备出具有梯度功函数的双IWO中间层。进一步优化IWO表面化学，增强了与MeO-4PACz空穴传输层的锚定作用，使钙钛矿层结晶质量显著提升，最终实现31.91%的认证效率。
