晶体钙钛矿

非中心对称无机材料的理性设计因其固态反应难以预测、对称性破缺要求严苛而长期面临挑战。尽管钙钛矿已被广泛用作非中心对称材料的结构模板，但其反结构——反钙钛矿体系却仍待探索。

12月14日，位于天合光能的光伏科学与技术全国重点实验室宣布，其与怀柔实验室合作研发的210×105 mm²大面积钙钛矿/晶体硅叠层电池，经德国夫琅禾费太阳能研究所下属检测实验室(Fraunhofer ISE CalLab)权威认证，最高转换效率达到32.6%，刷新该尺寸叠层电池效率世界纪录。同时，基于此电池集成的面积为3.1 m²的工业化标准尺寸叠层组件，经TÜV南德意志集团(TÜV SÜD)认证，输出功率达865W，亦刷新了全球光伏组件功率的世界纪录，这标志着中国在下一代高效光伏技术领域取得里程碑式突破。

铅卤钙钛矿兼具优异的光电性能与低成本、可规模化制备的优势，但其商业化仍受限于结晶动力学理解不足、缺乏可持续的材料加工方法，以及在制备蓝光发射和具有空间位阻阳离子的二维钙钛矿方面存在的挑战。该处理对结晶过程的影响表现为促进三维钙钛矿的生成或二维钙钛矿的生长。对于后者，该技术能够实现传统热方法难以制备的钙钛矿晶体生长，提供了一条实现蓝光发射的简便途径，所得薄膜在80%相对湿度下的光致发光稳定性超过1000小时。

宽带隙钙钛矿材料对叠层太阳能电池至关重要，但富Br软晶格可能引发严重的离子聚集与迁移，显著损害器件效率与稳定性。由此，晶体质量提升的钙钛矿薄膜表现出更高的离子迁移能垒和增强的界面载流子提取能力。这些协同效应使单结钙钛矿太阳能电池效率高达23.24%，单片钙钛矿/硅叠层电池效率达30.16%，并在热、湿、光应力下展现出优异的稳定性。

本研究阿卜杜拉国王科技大学StefaanDeWolf、苏州大学杨新波和张晓宏等人报道了一种认证效率达33.6%的柔性钙钛矿/晶体硅叠层太阳能电池，并实现了2.015V的开路电压记录，性能媲美刚性器件。然而，在反复的环境应力循环中产生的机械应力，仍然是柔性钙钛矿/硅叠层太阳能电池面临的关键挑战，容易导致界面剥离与器件性能衰减。

本研究通过低维模板与延迟结晶协同策略，成功实现了高质量锡基钙钛矿薄膜的可控制备及其高性能晶体管的构筑。该工作为锡基钙钛矿的结晶控制与高性能器件开发提供了有效途径，成果发表于《NatureCommunications》。图3锡基钙钛矿场效应晶体管的器件性能表征。本研究展示了一种通过调控结晶动力学路径以实现高性能、高稳定性锡基钙钛矿薄膜及器件的有效策略，为未来钙钛矿基电子器件的开发奠定了可靠基础。

因此，用MACl取代的FASnI制造的晶体管表现出令人印象深刻的性能：场效应孔迁移率超过80cmVs开/关电流比高于3×10阈值电压接近0V高运行可靠性和无滞后运行这些进展强调了协调阳离子和阴离子管理在稳定卤化锡钙钛矿材料方面的有效性，并将MACl取代的FASnI定位为下一代高性能薄膜晶体管的极具前景的通道材料。

论文概览针对钙钛矿太阳能电池中存在的固有缺陷与卤化物离子迁移导致稳定性不足的关键问题，天津师范大学设计并合成了一种新型电子缺位双苯芳烃大环分子NBP，通过反溶剂注入法将其引入钙钛矿薄膜。结论展望本研究通过合理设计电子缺位双苯芳烃大环分子NBP，成功实现钙钛矿结晶过程调控、体相与界面缺陷钝化、以及卤素离子迁移抑制的“三位一体”协同提升，最终获得效率超过25%、兼具优异高温与操作稳定性的钙钛矿太阳能电池。

论文概览针对铁电晶体管中铁电极化与电荷俘获之间竞争机制难以协同调控的关键难题，复旦大学、新加坡国立大学等多家科研机构联合提出基于极性依赖的铁电异构调控机制。基于此机制，双极WSe铁电异质结晶体管实现了非易失性存储器与易失性突触权重调制在同一器件中的协同控制。

非易失性自发铁电极化场是铁电材料在电子器件中应用的核心基础，但其常因缺陷位点的电荷俘获而减弱。利用该机制转变，我们的双极异质结晶体管实现了在单一器件内对非易失性存储与易失性突触权重调制的协同异质控制。