钙钛矿光伏商业化需要克服三个关键障碍:制造过程中使用有毒溶剂、大面积钙钛矿薄膜质量不均一、以及运行可靠性有限。该工作为钙钛矿光伏的商业化生产提供了一条环境友好的可行路径。大面积模组获认证效率与全项可靠性通过:制备出7200cm钙钛矿光伏模组,获NREL认证稳态效率17.2%,并首次通过全部IEC61215:2021标准测试,展现出强大的商业化可靠性。
兰州大学曹婧团队设计了一种可溶液加工的四磺化卟啉中间层,其具备强偶极矩和多重配位点,可通过简单的水基后处理垂直锚定在SnO/钙钛矿界面。磺酸基团的强吸电子特性赋予该卟啉分子显著的固有偶极矩,极大促进了电子从钙钛矿向SnO的快速、高效提取与传输。UPS测试进一步证实,修饰后SnO电子传输层的导带与钙钛矿薄膜的导带匹配更为有利。
锡基钙钛矿太阳能电池因其环境友好和较高的理论效率而备受关注。本研究苏州大学娄艳辉和王照奎等人设计并合成了一种带有末端甲基硫基的咔唑基膦酸自组装单层,将其引入PEDOT:PSS下方构建复合空穴传输层结构。该结构通过甲基硫基连接确保紧密的界面接触并优化能级对齐,有效抑制复合损失,促进更高效的空穴提取。本工作为界面费米能级剪裁提供了新思路,为高性能TPSCs的发展铺平了道路。
广泛使用的空穴选择性分子接触层虽能提升叠层电池性能,但在高温下会发生热降解,损害电荷传输。实现效率与稳定性协同提升:基于该策略的1cm叠层电池获得了超过34%的效率,并在65°C高温下连续运行1200小时后仍保持96%以上的初始效率,展现了卓越的操作稳定性。
值得注意的是,本研究首次系统研究并阐明了蓝光PeLEDs中双峰发射的起源机制。该研究为实现单一卤化物钙钛矿的光谱稳定、高效深蓝光发射提供了明确范式,并为蓝光PeLED的未来发展提供了关键指导。实现高效稳定的深蓝光PeLED:器件在464nm处实现单峰深蓝发射,EQE达4.76%,操作寿命T达69.81分钟,展现出优异的色纯度与光谱稳定性。
本文香港城市大学王锋等人开发了一种利用铅缺陷前驱体调控反应动力学的合成策略。该方法成功合成了厚度可调至两个八面体层的均匀CsPbI纳米片,其在563nm处表现出窄带发射,并具有较高的光谱稳定性。通用性强,实现全彩发射调控:该策略可拓展至CsPbBr与CsPbCl体系,合成不同层数的纳米片与纳米晶,覆盖紫光至红光波段,为单一卤化物钙钛矿实现全彩发射提供可行路径。
窄带隙子电池中空穴传输层与钙钛矿界面处的非辐射复合损失限制了全钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率。此外,该策略有效缓解了叠层器件互联层引起的接触损失,最终实现全钙钛矿叠层电池的30.6%效率。全钙钛矿叠层电池认证效率突破30%大关,具备产业化前景:叠层电池认证稳态效率达30.1%与29.6%,具备良好的重复性与操作稳定性,是当前全钙钛矿叠层电池的最高效率之一。
论文概览针对全钙钛矿叠层电池中窄带隙锡铅钙钛矿面临PEDOT:PSS空穴传输层酸性腐蚀、Sn易氧化、结晶过快三大技术瓶颈,南京工业大学联合多家科研团队创新性提出“一石二鸟”型多功能分子调控策略。结论展望本研究通过“一石二鸟”型分子策略,利用SATS多功能添加剂同时实现了PEDOT:PSS界面特性调控与锡铅钙钛矿结晶优化,将单结Sn-Pb电池效率提升至23.85%,并推动全钙钛矿叠层电池效率达到28.74%。
本文香港城市大学冯刚等人开发了一种利用铅缺陷前驱体调控反应动力学的合成策略。该方法成功合成了厚度可调至两个八面体层的均匀CsPbI纳米片,其在563nm处表现出窄带发射,并具有较高的光谱稳定性。通用性强,实现全彩发射调控:该策略可拓展至CsPbBr与CsPbCl体系,合成不同层数的纳米片与纳米晶,覆盖紫光至红光波段,为单一卤化物钙钛矿实现全彩发射提供可行路径。
实现超过40%效率的钙钛矿/硅叠层电池,关键在于克服界面复合问题,同时不损害电荷提取效率或器件稳定性。研究发现,紧凑的Pip能够渗透并中和那些大分子无法触及的深层表面缺陷,而体积较大的PEA则协同组装成坚固的疏水覆盖层,保护界面免受环境应力影响。