器件

方昇光电近日宣布，采用自主研发的全干法工艺，成功制备出钙钛矿/晶硅叠层光伏电池，其效率突破30.43%，一举刷新国内干法叠层电池效率纪录。图：技术团队技术团队基于钙钛矿蒸镀开发的钙钛矿单节、叠层器件引领产业化未来此次30.43%效率的全干法钙钛矿/晶硅叠层电池突破，连同在全蒸镀单结电池上从0.1cm到200×200mm全面的高效率验证，构成了干法路线产业化可行性的坚实证据体系。

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论文概览宽带隙钙钛矿的稳定性是实现高效钙钛矿/硅叠层光伏器件的关键，但由于宽带隙钙钛矿中卤化物偏析导致的不稳定性仍然是一个重大挑战。结论展望本研究创新性地提出了一种离子位点竞争策略，通过精心设计的多Cl-源前驱体组分优化，实现了Cl离子在钙钛矿晶格与间隙位点的可控分布。

论文概览宽带隙钙钛矿太阳电池是叠层光伏器件的关键组成部分。然而宽带隙钙钛矿中较高的溴离子含量容易导致复杂的结晶过程和薄膜质量的降低。光稳定性测试中PA改性器件在1000小时连续光照老化后保持90.1%初始效率，远超对照组，证明2D钙钛矿通过结晶调控与相分离抑制实现钙硅叠层器件光电转换效率和长期稳定性的协同突破。这项工作为制备高质量宽带隙钙钛矿以及高性能钙硅叠层太阳能电池提供了重要的材料设计以及工艺路线指导。

本文提出局部高浓度（LHC）前驱体策略，通过强/弱配体溶剂组合调控溶剂化结构，使钙钛矿在喷雾沉积过程中于液滴内实现均匀受限的体相预成核，成功制备出高质量钙钛矿薄膜，实现了高效、高湿度耐受、可在复杂曲面沉积的钙钛矿光伏器件。

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。

分子骨架几何结构的微小变化影响有机太阳能电池中的分子间相互作用与性能。本文香港理工大学罗正辉等人研究了三种异构小分子受体，以揭示不同稠环构型如何调控分子堆积、电子耦合和薄膜形成。原位光学测量显示，NaO1在成膜过程中促进快速且连续的结构演化，形成平滑的形貌和均匀的相分布。我们的研究结果凸显了稠环异构化如何决定有机太阳能电池中结构-堆积-性能之间的关系。

图1基于4PACz寡聚物共沉积构建的器件结构示意图及相应的器件效率针对上述问题，河南大学李萌教授团队提出自组装寡聚物—钙钛矿共沉积策略，利用合理设计的4PACz低聚物在成膜过程中自组装，实现功函数调节、电荷传输增强、结晶引导与缺陷钝化的协同优化。其中，三聚体4PACz在溶解度与缺陷抑制之间取得最佳平衡。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省科学技术厅和河南大学的大力支持。

PDAI钝化目标器件能带图，显示ETL界面电子积累及钙钛矿体区电子浓度升高约40倍，提升电子传输。Fig.3钝化与导电效应。Fig.4器件性能与稳定性。1cm器件VOC从1.83V增至2.01V，FF从79.4%提至81.6%，认证稳态PCE31.6%，带隙优化后冠军器件达33.1%，为该类电池世界记录；红海户外1500h目标电池JSC无衰减，参考电池500h后JSC趋零；BACE测得目标电池移动离子浓度低3倍；85°C/85%RH1000h湿热测试后目标电池PCE相对损失由26%降至17%，稳定性同步提升。

CsFAPbI基钙钛矿太阳能电池普遍存在Cs-FA阳离子分布不均的问题，导致结晶缺陷并降低器件性能。关键在于，HFPN能将FA锚定于薄膜底部，实现面外阳离子均匀分布，并消除钙钛矿层内的残余拉伸应力。