高效率太阳能电池

无机钙钛矿太阳能电池实现了超过21%的创纪录效率。团队成功解决了长期存在的难题，发明了一种在完全无机钙钛矿太阳能电池上制造耐用保护层的方法。解决退化问题限制钙钛矿太阳能电池采用的主要障碍是快速降解，暴露于湿度、温度或压力等波动的大气条件下，会导致钙钛矿材料在效率和材料性能上迅速下降。

钙钛矿-晶硅叠层太阳能电池兼具高效率与低成本的优势，具有巨大的发展潜力。近期，《自然》杂志同时发表的两项柔性钙钛矿-晶硅叠层太阳能电池的研究，报道了该方向效率及稳定性的重大进展。图1.使用双缓冲层氧化锡的柔性钙钛矿/硅叠层太阳能电池，性能分析及各项参数对比。最终研制出的柔性钙钛矿-晶硅叠层电池效率高达33.6%，开路电压达到2.015V。

论文提出以生物质衍生的绿色溶剂γ- 戊内酯（GVL）为钙钛矿前驱体溶剂、乙酸正丁酯（BAc）为反溶剂，解决了传统有毒溶剂（DMF/DMSO）的环境危害与前驱体不稳定问题；GVL 基 FAPbI₃前驱体墨水可稳定储存一年，结合三丁基甲基碘化铵（TBMAI）形成的一维钙钛矿类似物（perovskitoid）钝化缺陷，最终小面积钙钛矿太阳能电池（PSCs）功率转换效率（PCE）达25.09%，12.25 cm²迷你模组经认证效率20.23%，为PSCs 规模化绿色制备提供关键方案。

钙钛矿太阳能电池是一种有前景的薄膜光伏器件，可实现高达27.3%的功率转换效率。由氧化镍和Me-4PACz组成的空穴传输层在这些器件中被广泛使用。此外，它们还可以用于与其他太阳能电池制备叠层电池。空穴传输层对PSCs极为重要，HTL自身的性能与稳定性具有重要意义。NiOx具有高透光率，其纳米颗粒稳定性优良。同时，使用NiOx的PSC仅保持初始PCE的62.9%。

钙钛矿太阳能电池的表面钝化虽可提升器件效率，但界面功能不完整仍对长期可靠性构成挑战。研究发现，SHF功能化的钙钛矿表面促进形成均匀致密的C层，有效阻隔离子扩散并稳定器件结构。基于该策略的p-i-n结构钙钛矿太阳能电池实现了27.02%的光电转换效率，1cm活性面积的器件效率也达25.95%。极端工况下近乎零衰减的稳定性：连续光照1200小时效率无衰减，高温与热循环下仍保持92%~94%初始效率，具备强工业适用性。

论文概览实现均匀稳定的空穴传输层对大面积钙钛矿太阳能电池至关重要。这一系列创新成果为钙钛矿太阳能电池的界面工程提供了全新解决方案。商业应用的可扩展性和工作稳定性本研究通过一体化2PACz-NiOxHTL技术成功实现了钙钛矿太阳能组件的大面积制备。该技术通过NiOx合成过程中的一步法原位锚定，显著提升了界面结合力、薄膜均匀性和电荷传输性能，为钙钛矿太阳能电池的大面积制备提供了理想解决方案。

结论展望本研究通过设计具有聚集增强发光特性的高发光聚合物给体PINTSO-F，并将其作为第三组分精准定位至给体-受体界面，成功实现了对有机太阳能电池非辐射复合的有效抑制和电荷动力学的协同优化，最终获得了效率超过20%、非辐射电压损失低至0.192V的高性能器件。

本征可拉伸有机太阳能电池在下一代可穿戴电子中极具潜力。本文山东大学杜晓艳、郝晓涛和天津大学叶龙等人提出“有效弹性体密度”这一统一分子描述符，用于定量评估弹性体结构如何影响IS-OSCs的形貌与功能。文章亮点提出统一描述符De：首次引入“有效弹性体密度”作为量化指标，系统关联弹性体结构与器件光电-机械性能之间的权衡关系。