近期,一项关于“4-肼基苯甲酸(HZBA)添加剂”的研究,为解决这些难题提供了有效方案,让锡铅钙钛矿太阳能电池的光电转换效率实现显著突破。
埋底界面尤其存在结晶质量差、缺陷密度高等问题。本研究南开大学陈永胜和刘永胜等人提出一种一步法策略,通过在钙钛矿前驱体溶液中引入有机阳离子卤化物盐,诱导在埋底界面自发形成近相纯二维钙钛矿。
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。
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。
尽管其能量转换效率不断提升,但较差的光稳定性和抗疲劳性能阻碍了其实际应用与商业化进程。本文中山大学吴武强等人提出了一种新型“动态缺陷管理”策略,有效缓解了锡铅钙钛矿的光致降解,显著延长了器件寿命。茂金属插层与钙钛矿晶格中金属阳离子之间的强配位作用有效钝化了晶体缺陷,使缺陷密度降低34.5%,并抑制了非辐射复合。此外,茂金属及其对应阳离子可作为氧化还原对,提供动态、连续的修复机制,以循环方式恢复光诱导缺陷。
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。
中国几所大学的研究人员报告说,通过引入三氟甲磺酸钠作为双功能离子调节剂,钙钛矿太阳能电池制造取得了进展。本研究建立了一种综合分子水平策略,用于调节钙钛矿体系中的结晶动力学和缺陷化学。NaOTF介导的离子调控框架为高效、长期稳定的钙钛矿太阳能电池的设计提供了一种通用且可扩展的途径,为下一代光电器件中的受控晶体生长和缺陷钝化提供了宝贵的指导。
钙钛矿太阳能电池展现出令人瞩目的光电转换效率,但其稳定性仍不足以满足工业化商业需求,主要归因于钙钛矿材料中固有的缺陷和卤素离子迁移。将该大环分子通过反溶剂注入法引入钙钛矿薄膜中,可调控钙钛矿结晶过程并抑制卤素阴离子迁移。最终,基于NBP的PSCs实现了25.38%的PCE,并在室温N气氛下1太阳光照射下进行1000小时最大功率点跟踪后仍保持95.8%的初始效率。
尽管晶格材料中的边缘和缺陷只占很小的一部分,但它们对材料的性能有着巨大的影响。然而,由于其极端的敏感性,获取其边缘的清晰图像一直是一个挑战。安特卫普大学TimothyJ.Pennycook、上海科技大学于奕以及普渡大学窦乐添等人通过使用真正的高速超低剂量四维扫描透射电子显微镜,并采用剂量分割技术,我们在已知的最低剂量原子分辨率下进行了叠层成像,不仅揭示了卤化物钙钛矿边缘的详细原子结构,还揭示了其结构动力学。
钙钛矿太阳能电池的能量转换效率已超过27%,但其商业化应用仍受限于材料本身的不稳定性及对环境应力的敏感性。自愈合策略通过实现在运行中对缺陷的原位修复,为解决上述问题提供了可行路径。