铵基配体,无论是直接作为钝化剂还是以二维钙钛矿形式存在,一直是卤化物钙钛矿中最主要的缺陷钝化剂,对实现各类钙钛矿太阳能电池的最高效率做出了重要贡献。这一去质子化过程破坏了铵基与钙钛矿之间的相互作用,使钙钛矿重新暴露于光降解风险中。
开发了一种混合交叉指式背接触(HIBC)太阳能电池,通过整合全表面钝化与激光处理隧道接触,结合高低温工艺抑制复合并提升接触性能,实现27.81%的功率转换效率(接近理论极限的95%)和87.55%的填充因子(接近理论极限的98%)。
河南大学宋金生,李萌&斯图加特大学左巍巍报道了一种采用合理设计的4PACz寡聚物的共沉积策略。其中,三聚体tri-4PACz在溶解性和缺陷抑制之间实现了最佳平衡。表征证实,tri-4PACz能在界面形成高度有序、紧密排列的单层,其咔唑单元直立取向,有利于降低空穴提取势垒。瞬态光电流测量证实,tri-4PACz基器件的电荷收集寿命缩短至320ns,快于4PACz器件的617ns,说明其界面电荷提取速度更快。
香港理工大学杨光,李刚&深圳理工大学白杨明确了宽带隙钙钛矿开路电压损失的根本原因,即其表面区域分布的移动缺陷。这两种策略的协同集成,使钙钛矿-有机叠层太阳能电池的效率突破25%,同时实现了更强的运行稳定性。进一步,创新性地采用溶液加工的氧化石墨烯作为中间连接层,成功构建了钙钛矿-有机叠层太阳能电池,实现了25.03%的稳定效率,且器件表现出良好的可重复性。
近年来,由于低温加工带来的高效率与运行稳定性优势,研究重点逐渐从正置转向倒置钙钛矿太阳能电池。本研究为设计钙钛矿成分以进一步提升PSCs性能与寿命提供了机理上的见解。
在钙钛矿与电荷传输层之间的界面工程对提升器件运行稳定性至关重要。在具有HTL/钙钛矿/ETL/HBL核心结构的倒置钙钛矿太阳能电池中,基于PCBM的电子传输层界面因其分子几何形状存在较多缺陷,导致界面附着力不足。本研究瑞士洛桑联邦理工学院MichaelGrtzel和韩国成均馆大学Nam-GyuPark等人引入钙钛矿/PCBM与PCBM/HBL双界面钝化策略,以增强界面附着力并钝化界面缺陷。
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。
值得一提的是,GEMstar采用侧开式反应腔门,方便与手套箱联用,实现无氧前后处理环境,保障器件界面质量,有效保护了钙钛矿等敏感材料,更助力科研团队在《Nature》发表重磅成果,实现26.92%认证效率与超1000小时热稳定性的双重突破!GEMstarALD系统的侧开式腔门方便与手套箱连用,可在钙钛矿及有机层的制备后,直接将样品送入ALD腔室进行SnO沉积。
柔性全钙钛矿叠层太阳能电池(TSC)有望为便携和航空航天应用提供轻量化电源,但其性能仍受限于窄带隙(NBG)子电池中的界面损耗,尤其是源自聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)的损失。
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。



