全钙钛矿太阳能电池

钙钛矿太阳能组件的运行稳定性低于小尺寸器件，这对推动其实际应用构成了关键挑战。我们展示了活性面积约50cm的全印刷碳电极PSMs，PCE达到20.41%。此外，钙钛矿中的卤素存在可能导致贵金属电极在运行过程中被电离，加速器件的降解。传统的基于溶液的后处理通常会引入可能损害钙钛矿并阻碍大规模生产的溶剂。我们展示了一种可扩展的蒸汽后处理策略，使高度稳定且高效的全印刷C-PSMs成为可能。

近日，北京大学深圳研究生院新材料学院杨世和教授团队联合北京航空航天大学、北京理工大学等单位的研究人员提出了一种可扩展的气相后处理策略，实现了对大面积钙钛矿薄膜均匀有效的钝化，显著提升了全印刷碳基模组的光电转换效率与长期稳定性。该研究成果已被NaturePhotonics期刊接收发表。总之，气相处理有效实现了对大面积钙钛矿薄膜表面缺陷的均匀钝化，抑制了非辐射复合，加快了电荷提取，进而显著提高了电池模组效率。

同时，偶极钝化有效减轻了叠层器件互连层引入的NBG子电池的接触损耗，在全钙钛矿串联太阳能电池中表现出创纪录的30.6%的PCE。这标志着多晶薄膜太阳能电池的效率首次超过30%。

此外，该偶极钝化有效减轻了由叠层器件连接层引起的窄带隙子电池中的接触损失，使得全钙钛矿叠层太阳能电池实现了30.6%的卓越PCE。因此，保留PEDOT:PSS作为HTL以减轻这些Voc和FF损失。当旋涂速度达到最大值时，将50μl处理液滴加到钙钛矿薄膜上。

鉴于此，2025年10月27日南京大学林仁兴&谭海仁&军事科学院国防科技创新研究院常超和北理工徐健于Nature刊发具有偶极钝化的全钙钛矿叠层太阳能电池的研究成果，开发了一种偶极钝化策略，该策略可降低混合锡铅处的陷阱密度，同时实现空穴传输层/钙钛矿界面处能级的精确对准。此外，偶极钝化有效地降低了串联器件互连层在窄带隙子电池中引起的接触损耗，使全钙钛矿叠层能电池的效率达到30.6%。

得益于卤化物钙钛矿可简单湿法加工的特性，近年来，钙钛矿太阳能电池以其惊人的发展速度和巨大的应用潜力吸引了全球科学家的目光。其中，一种由三层介孔膜结构组成、被称为“可印刷介观钙钛矿太阳能电池”的独特技术尤为引人注目。尽管p-MPSCs在成本和制备工艺上具有明显优势，但其性能与传统结构的薄膜型钙钛矿电池仍然有一定差距。为了证实这一过程，本工作进行了多方位表征。结果表明后处理技术重构了钙钛矿晶界，减少了能量无序区。

尽管超亲水性有助于润湿，但仅凭此仍无法实现钙钛矿对金字塔结构的完全覆盖。该策略为钙钛矿与硅光伏的高性能叠层器件集成提供了可行路径。高效器件性能：在全绒面硅上实现了一步溶液法钙钛矿沉积，制备出效率高达32.74%的钙钛矿/硅叠层电池，且该方法兼容多种空穴传输层与沉积工艺，具备良好的可扩展性。

热蒸发是一种在薄膜制造中应用广泛的成熟技术，对于钙钛矿太阳能电池的可扩展制造具有巨大潜力。然而，完全热蒸发制备的钙钛矿太阳能电池的性能仍落后于溶液工艺制备的同类产品。最后，我们报道了一种完全热蒸发的p–i–n结构钙钛矿太阳能电池，在小面积电池中实现了25.19%的光电转换效率，在扩大尺寸的器件中实现了23.38%的PCE。此外，这一全干法、真空基制备工艺有望推动钙钛矿光电子器件的工业化生产与集成。

热蒸发是一种成熟的薄膜制备技术，在钙钛矿太阳能电池的规模化制备中具有巨大潜力。然而，全热蒸发钙钛矿太阳能电池的性能仍落后于溶液法制备的器件。实现高效稳定全热蒸发器件制备的全热蒸发反型钙钛矿太阳能电池效率达25.19%，为目前该类型器件最高水平，且具备优异的运行稳定性与大面积均匀性，展现出良好的产业化前景。