12月1日获悉,工程材料研究院新能源光伏技术团队自主研制的1.68eV(电子伏特)宽带隙钙钛矿太阳能电池,经权威第三方专业测试机构认证,以25.05%的光电转换效率第3次刷新世界纪录,在钙钛矿光伏技术领域持续领跑,为中国石油加快大型清洁电力基地建设和油田分布式清洁能源替代奠定了坚实基础。
在反式结构中,传统的空穴传输材料PEDOT:PSS与钙钛矿的能级匹配不佳,导致载流子积累和复合。鉴于此,2025年11月30日,苏州大学娄艳辉&王照奎于Angew刊发具有费米能级调控的开创性界面结构用于锡基钙钛矿光伏器件的研究成果,本文设计并合成了一种末端带有甲基硫基的咔唑基膦酸自组装单分子层,并将其引入PEDOT:PSS下方,构建了一种复合空穴传输层结构。
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。
在Y系列有机太阳能电池中,调控活性层在干燥过程中的形貌对于同时实现高效率与高耐久性至关重要。这些结果确立了物理状态编程的ISR添加剂作为一条通用路径,可协同优化OSCs的效率与稳定性,并为可扩展、无残留的形貌控制提供了机理指导。同时大幅提升效率与稳定性:mDF通过优化结晶动力学、收紧π-π堆积、增大相干长度并编程有利的垂直相分离,将PM6:L8-BO器件效率提升至19.28%,并将高温光照下的运行稳定性大幅延长至477小时。
本研究嘉兴学院周二军、北京化工大学于润楠和谭占鳌等人通过引入金属螯合物,调控钙钛矿薄膜的纳米力学性能。该策略不仅聚焦于薄膜的纳米力学特性,还揭示了其物理性能与机械柔韧性之间的内在联系。纳米力学-光电性能协同调控:系统阐明了金属螯合物通过静电作用与氢键调控薄膜模量与应变,同步提升载流子寿命与器件稳定性,为柔性光电器件设计提供新思路。
宽禁带钙钛矿太阳能电池是叠层太阳能电池的关键组成部分。得益于改善的载流子提取性能,所得宽禁带钙钛矿太阳能电池实现了24.13%的光电转换效率,是目前宽禁带钙钛矿电池中最高效率之一。创新分子工程策略:设计并利用邻苯二胺构建π-共轭分子壁,其暴露的邻二胺基团可同步锚定溴与碘离子,实现模板化结晶,获得高度有序的晶面与垂直取向。
本研究引入碳酸二苯酯作为双功能分子调节剂,可同时调控FAPbI薄膜的成核与生长过程。通过羰基-Pb共价配位与芳香环π-Pb非共价相互作用的协同效应,DPC促进PbI发生可控预聚集以降低成核势垒,同时其与前驱体的强结合作用可延缓后续晶体生长。这种协同调控策略最终获得了晶粒均匀、尺寸大且缺陷密度显著降低的钙钛矿薄膜。结果表明,经DPC修饰的钙钛矿太阳能电池冠军光电转换效率达到26.61%,优于对照组器件;具有可扩展性的迷你组件效率达到21.24%。
但据内部可靠消息透露,明阳薄膜科技已在此研究基础上,成功将基于全溶液两步法制备的钙钛矿/硅两端子叠层电池光电转换效率进一步提升至34%,刷新该技术路线的全球效率纪录。值得注意的是,此次效率突破并非孤立的实验室成果,而是建立在深度产学研协同与清晰产业化路径基础上的系统性进展。明阳薄膜科技与中科大徐雪青团队的合作,再次彰显了“产学研深度融合”在新能源技术创新中的关键作用。
论文概览活性层形貌的精确调控是推动有机太阳能电池走向实际应用的关键。结论展望本研究提出了一种基于主链衍生结晶模板的通用形貌调控策略,通过设计小分子BDD-C6与DTBT-C6,成功实现活性层垂直相分布、结晶性与相纯度的协同优化,显著提升激子利用与电荷传输效率,最终在多个二元体系中实现20%以上的高效率并具备优异厚膜兼容性。该策略为高性能、可规模化制备的有机太阳能电池提供了新的材料设计与形貌工程思路。
实验结果表明,F-CPP处理后的钙钛矿薄膜介电常数提升约2倍,器件瞬态反向击穿电压达-6.6V,为银基钙钛矿太阳能电池中的最高值之一。结论展望本研究通过引入F-CPP介电分子桥,成功实现了钙钛矿太阳能电池效率与反向击穿电压的双重突破,首次系统解决了钙钛矿电池在实际应用中的反向偏压稳定性难题。



