卤化物钙钛矿具有优异的光电性能,但在异质结中缺乏精确的厚度和能带偏移控制,而这对于多层量子阱等模块化结构至关重要。英国剑桥大学RichardH.Friend和SamuelD.Stranks等人展示了气相逐层外延生长方法,以在PEAPbBr单晶上沉积CsPbBr为例。精确的量子限域控制和大的能带偏移可调性,开启了钙钛矿异质结作为可扩展、基于超晶格的光电应用平台的大门。实现长寿命电荷分离与优异光电性能:在II型异质结中观察到超过10微秒的延迟复合,表明有效的界面电荷分离。
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。
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。
全文速览近日,中国科学院长春应用化学研究所等单位联合在钙钛矿太阳能电池中开发了两种开壳层双自由基自组装分子,通过给体-受体共面共轭策略和位阻保护设计,同步解决了钙钛矿太阳能电池中空穴传输层的导电性、稳定性与大面积加工均匀性难题。开壳层分子通过多重共振结构稳定,呈现分子内自由基离子对状态。展示了组装密度分布图,通过SECCM-TLCV空间映射显示RS-1与RS-2的组装密度更高且分布均匀,证明双自由
2025年11月14日上海交通大学戚亚冰于Joule刊发双空穴传输层用于超柔性钙钛矿太阳能电池具有前所未有的稳定性的研究成果,本研究表明,在氧化铟锡(ITO)涂覆的透明聚酰亚胺基底上,采用氧化镍和[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸(2PACz)自组装单层作为空穴传输材料,可以显著提高器件的稳定性。该策略使得器件的效率达到20.3%,并在惰性条件下保持1200小时的稳定功率输出。此外,集成15 nm Al₂O₃ 湿度屏障后,在空气中放置130小时后,效率仍保持90%,且比功率(27.2 W/g) 不受影响,从而为超柔性太阳能电池建立了创纪录的环境稳定性。
2025年11月13日,西安工程大学杜斌&西安交通大学林越辛&西北工业大学宋霖团队于《MaterialsHorizons》发表研究论文。研究针对SnO基钙钛矿太阳能电池埋底界面缺陷制约效率与稳定性的问题,提出以L-2-氨基-5-脲基戊酸为单分子桥的双界面缺陷协同调控策略,通过其多官能团与SnO电子传输层及钙钛矿层的强相互作用,优化界面结构与能级匹配、提升结晶质量,最终实现器件光电转换效率与稳定性的同步提升。
记者12日从南京工业大学获悉,由中国科学院院士、柔性电子全国重点实验室主任黄维领衔的科研团队,成功构建全钙钛矿叠层发光二极管器件,并创新性地提出利用层间光子循环效应来提升钙钛矿LED的光提取效率,使钙钛矿叠层LED的外量子效率突破45%,刷新该领域世界纪录,为开发高性能钙钛矿LED开辟了全新途径。然而,当前叠层钙钛矿LED的外量子效率仍不足10%,甚至远低于单结器件,严重制约其商业化进程。
最终,通过与宁德时代21C创新实验室合作,该研究成功实现光电转换效率超过20%的1m×2m大尺寸钙钛矿光伏模组,创造了当前该领域的世界纪录。近年来,得益于SAM型空穴传输层的发展,钙钛矿光伏的器件效率进展显著,实验室小面积器件的光电转换效率已媲美晶硅光伏。该策略成功应用于1m×2m大面积模组,成功获得了当前世界纪录的20.05%第三方认证效率。
云南大学研究人员最近报告了一项可打印介观钙钛矿太阳能电池的成果,该电池通过液态金属异质外延策略精确控制钙钛矿结晶。由此产生的可打印介观钙钛矿太阳能电池在0.10cm的器件面积上实现了20.2%的功率转换效率,滞后可以忽略不计。这项工作建立了一种液相异质外延范式,用于引导钙钛矿在密闭环境中生长,并强调了液态金属模板在可扩展、高性能和稳定的钙钛矿光伏中的潜力。
一个研究小组在西班牙和波兰的户外环境中进行的测试表明,钙钛矿太阳能电池的退化与气候和使用条件的综合影响之间存在很强的相关性。一个国际研究小组调查了西班牙和波兰倒置钙钛矿太阳能电池在室外条件下的性能,并将结果与通过常用的加速老化协议获得的结果进行了比较。他们工作的新颖之处在于将加速退化测试参数与现实世界的观察结果相关联,以更准确地识别导致钙钛矿光伏器件退化的因素。



