本文研究了基于钙钛矿类似物（perovskitoid）驱动的1D@3D维度钙钛矿太阳能电池。通过2-二乙基氨基乙基氯化物（DEAECCl）阳离子模板诱导形成1D@3D钙钛矿结构，可改善钙钛矿层形貌、提高电荷载流子寿命、降低缺陷密度，从而提升光电转换效率（PCE）。模拟优化表明，设计的FTO/SnO₂/1D@3D钙钛矿/Spiro-OMeTAD/Au结构太阳能电池在280 K时效率达28.398%，且具有良好的热稳定性。当钙钛矿薄膜厚度为600 nm时，模拟的太阳能电池PCE最高为24.43%。在优化的SnO₂和Spiro-OMeTAD掺杂浓度分别为10²⁰ cm⁻³和10¹⁸ cm⁻³时，太阳能电池的最大PCE达到25.91%。

https://doi.org/10.1021/acsaelm.5c00446

本研究对比了传统钙钛矿太阳能电池与三结太阳能电池，发现后者通过整合三个不同带隙的光活性层，能够吸收不同波长的光，拓宽太阳能光谱捕获范围并显著提升光电转换效率（PCE）。近期实验室研究显示，钙钛矿基三结太阳能电池效率已超30%，高于单结钙钛矿电池的27.0%、单结硅基电池的27.6%和有机太阳能电池的19.2%。然而，该领域仍面临提高PCE、改善材料及器件稳定性、解决制造复杂性与废弃处理等挑战。本文深入探讨了多结太阳能电池的结构原理，并分析了全钙钛矿、钙钛矿/钙钛矿/硅和钙钛矿/钙钛矿/有机等多种三结配置。

https://doi.org/10.1002/smll.202502526

本研究聚焦于 Sb₂(S,Se)₃太阳能电池的性能优化。Sb₂(S,Se)₃是一种极具潜力的薄膜太阳能吸收材料，具有可调节的带隙和丰富的地球组成元素。然而，其最高报告效率仍低于肖克利-奎瑟极限，且常用的 Spiro-OMeTAD HTL 成本较高。为此，研究首次引入成本效益的三唑三嗪基 HTLs，并利用 SCAPS-1D 进行器件性能优化。通过优化 HTL、ETL 和吸收层参数，实现了高开路电压、短路电流密度和填充因子。Spiro-OMeTAD 及各新型 HTL 的效率均显著提升，归功于开路电压损失减少、量子效率提高、复合减少以及电场增强。这使三唑三嗪基 HTL 成为 Spiro-OMeTAD 的成本效益替代品，显著提升了 Sb₂(S,Se)₃ 太阳能电池的性能。

https://doi.org/10.1002/adts.202500487

本研究聚焦全钙钛矿叠层太阳能电池（AP-TSCs）中宽禁带（WBG）钙钛矿子电池面临的严重开路电压损失和较差的光稳定性问题。通过在宽禁带3D钙钛矿基底上构建Dion-Jacobson（DJ）2D或准二维钙钛矿，形成3D/2D或3D/准二维钙钛矿异质结，有效钝化界面缺陷，优化能级排列，减少非辐射复合损失。实验采用蒸发/溶液法制备具有均匀相分布的DJ 2D或准二维钙钛矿。通过调节DJ相钙钛矿的n值，优化异质结构，使宽禁带3D钙钛矿/C60界面的能级可调，减少非辐射复合损失。以n=3的准二维钙钛矿异质结构为例，WBG钙钛矿子电池（1.78 eV）的最高光电转换效率（PCE）达20.71%（认证20.53%）。与窄禁带（NBG）钙钛矿子电池结合，制备的双端子AP-TSCs的PCE达28.99%（认证28.81%）。叠层器件在最大功率点运行501小时后，仍保持初始效率的80%。

https://doi.org/10.1002/adma.202504321

本文研究了基于卤化物钙钛矿的串联太阳能电池，针对单片集成中子电池串联连接面临的电流匹配限制问题，探讨了并联连接的可能性，特别是使用带隙能量相近的吸收层（CH3NH3PbI3（1.59 eV）和PM6:Y6（1.36 eV））。实验表明，电流相加会导致串联开路电压降低到最低单结电压。通过模拟和实验，作者提出了一种通过控制子电池开路电压来结合不同带隙吸收层的策略，展示了功率效率达21%的非单片并联连接架构的串联太阳能电池，为并联连接单片串联电池的效率提升提供了新思路。

https://doi.org/10.1021/acsaem.5c00684

本研究通过在宽禁带（1.68 eV）钙钛矿薄膜上刮涂具有优先平行排列的多功能有机分子（PTU、BTU 和 PTTU），有效管理表面缺陷。DFT 计算和实验表明，延长烷基链长可增强分子在钙钛矿表面的平行取向，提升界面电荷提取效率和厚度均匀性。其中，BTU 因烷基链长最优，协同修饰效果最佳。相应钙钛矿太阳能电池（PSCs）在 0.08875 和 1.0 cm² 活动面积下，最高 PCE 分别达 22.12% 和 20.19%，是刮涂 p-i-n PSCs（Eg≈1.68 eV）的最高 PCE 之一。此外，经 BTU 处理的 PSCs 在未封装情况下，运行 1600 小时后仍保持初始 PCE 的 95% 以上。10×10 cm² 大面积薄膜均匀性及相应 PSC 性能验证了该设计的可扩展性。这项工作为设计多功能有机分子以改善薄膜均匀性和电荷传输提供了全面策略，为高性能、大面积 PSCs 提供了新途径。

https://doi.org/10.1002/adfm.202510444

本研究深入探究了在钙钛矿太阳能电池（PSCs）中使用天然、低成本、环保的添加剂——糖及其焦糖化衍生物，实现了25.26%（认证25.07%）的创纪录光电转换效率（PCE），这是目前使用天然材料作为添加剂的PSCs中的最高值。此外，制备的器件展现出卓越的长期稳定性，在连续光照1000小时后仍保持初始效率的80%以上。虽然精制和重结晶的蔗糖因强氢键作用效果不佳，但焦糖化的蔗糖被证实为一种高效添加剂，其在220°C下热分解形成的H型产物（主要为焦糖素、焦糖酸和焦糖烯）性能优于200°C以下形成的产物。研究发现，添加剂中羟基、羧基和羰基官能团的比例差异是提升光伏性能的原因，其中羰基对PSC性能提升最有利，而羟基则相反。

https://doi.org/10.1002/aenm.202501911

本文通过DFT和MD模拟研究了π末端基团修饰对有机太阳能电池Y系列受体性能的影响。结果表明，噻吩扩展的BTP-C9-ICT虽增强了光吸收和分子内电荷转移，但对整体性能提升有限。而BTP-eC9因氯诱导的分子间相互作用和增强的长程电子耦合，AD堆叠数量增加，展现出优越性能。实验表明，BTP-eC9与PM6组合的PCE达到17.8%，其在AD堆叠中表现出较高的电子耦合值，即使在最长的有效距离范围内也能保持良好的电荷分离效率。研究还发现，BTP-eC9在高效AD堆叠中的数量达到790，远高于其他材料，且其电子耦合值在四种薄膜中最高，平均值为0.68 eV，这为其高效率提供了有力支撑。研究表明，优化电荷分离过程可能比单纯提高电荷迁移率更有助于提升高性能有机半导体的效率。

https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5c01690

本研究开发了一种全烃类基系统，结合甲苯溶剂和芴（DBP）固体添加剂，用于制备厚度不敏感的高效有机太阳能电池（OSCs）。DBP具有良好的平面性、优异的挥发性和与L8-BO的强相互作用，使得处理后的活性层展现出有序的分子堆积、合适的相分离和增强的电荷传输，实现了18.64%的优异光电转换效率（PCE）。特别是使用D18:BTP-eC9作为活性层时，OSCs在全烃类基系统处理的器件中实现了创纪录的19.61%的PCE。由于结晶度提高和分层形态优化，这些OSCs展现出高厚度容忍度，即使活性层厚度达300 nm，仍能保持约18%的优异PCE。

https://doi.org/10.1002/adfm.202503096

本文报道了一种基于分子光电器件的激子耦合氧化还原反应的宽光谱、高效率耦合有机太阳能电池。通过预筛选分子材料以匹配氧化还原电位与可见光光伏电压，利用带边激子。结合强给体-受体结构与外部离子极化，在紫外光下实现长寿命超带隙激子，用于热激子氧化还原反应；同时加入光热分子基元，通过光热激子-光子耦合实现近红外区能量利用。该电池在全光谱照射下实现了创纪录的太阳能到电化学储能效率12.1%，以及在0.93 V下的交换光电流11.2 mA cm⁻²。制造的可扩展（约200 cm²）串联器件在自然阳光下长期稳定运行，进一步证明了耦合有机太阳能电池作为商业可行系统在实际应用中的潜力。

https://doi.org/10.1021/jacs.5c00662

本研究针对柔性钙钛矿太阳能电池（FPSCs）在弯曲过程中功能层承受较大应力导致的结构失效和效率降低问题展开深入分析。研究发现，常规商业粘合剂因高杨氏模量和低粘附强度，在多次弯曲后难以承受层间剪切应力，导致粘合剂与电极脱落。为此，研究团队设计了一种可交联聚合物——丙烯酸酯异戊二烯橡胶（AIR），其独特的分子结构赋予了高柔性和低链段运动能力。AIR在紫外线照射下可形成超低杨氏模量、高粘附强度的稳定网络，显著增强了保护层与FPSCs之间的结合力。实验表明，应用AIR的NP-FPSCs在4毫米弯曲半径下经过50000次弯曲循环后，仍能保持初始效率的92.8%，符合IEC 62715-6-3标准，展现出了卓越的机械稳定性。

https://doi.org/10.1002/adma.202501776

本研究针对钙钛矿太阳能电池（PSCs）中界面对于载流子收集的重要性，提出了一种双界面协同调制方法以提升 PSCs 的效率和稳定性。通过底部界面修饰剂 1，4 - 二氨基丁烷（DAB）创造活性位点，助力 1，3 - 双（3 - 氨丙基） - 1，1，3，3 - 六甲基二硅氧烷（BTS）附着于钙钛矿薄膜表面，实现对钙钛矿材料本征缺陷的有效钝化及防止其表面降解。采用这种双界面协同钝化策略，本研究取得了 25.92%（认证效率 25.13%）的高效率，并且展现出 T90 寿命超 700 小时的卓越持续运行稳定性。

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.5c01081

本研究聚焦钙钛矿太阳能电池（PSCs）在建筑光伏一体化（BIPV）应用中的难题。通过在双面钙钛矿太阳能电池（BPSCs）的SnO₂/IZO界面引入低损耗超薄金属（LLUM）层，借助法布里 - 珀罗（F - P）共振，使1.52 eV的BPSCs覆盖了60%的sRGB色域。添加4 - 甲基苯乙铵氯化物（4M - P）并采用原位基板加热结晶策略，使基于LLUM、吸收层厚900 nm的BPSCs在正面照明下达到23.7%的PCE，在0.1和0.2太阳照度的反照率条件下，双面PCE分别提升至24.9%和27.4%。用IZO电极替代金属电极后，BPSCs在85℃热老化1000小时后仍能保持初始效率的87%。这些成果表明基于LLUM的BPSCs有望成为高效、颜色可调且稳定的BIPV选择。

https://doi.org/10.1002/aenm.202502208

本研究提出了一种基于氟化异丙醇（FIPA）的饱和钝化（SP）策略，用于改善钙钛矿太阳能电池的表面缺陷钝化，提升效率和稳定性。通过实验发现，FIPA能降低钝化剂与钙钛矿的反应性，允许使用高浓度钝化剂并确保完全缺陷钝化，同时通过溶剂冲洗去除多余钝化剂。这种策略对钝化剂浓度偏差具有高容忍度，适用于多种器件架构和钙钛矿组成。实验结果显示，SP策略可使n-i-p结构低带隙钙钛矿太阳能电池的光电转换效率（PCE）达到25.6%，p-i-n结构低带隙电池效率达26.0%，且在1 cm²的大面积电池中效率可达24.5%。此外，SP策略还增强了器件的重复性和稳定性，通过减少非辐射复合和界面电阻，显著提高了器件性能。这种方法为钙钛矿太阳能电池的大规模生产和商业化提供了重要参考，有助于克服工业制造中的可重复性和产量挑战。

https://doi.org/10.1038/s41560-025-01791-z

本研究通过优化锑硒硫化物（Sb₂(S,Se)₃）太阳能电池的电荷载流子管理策略，实现了10.70%的认证效率。研究中使用了纹理化氟掺杂锡氧化物（FTO）基底来增强光散射，使平均雾度因子从2.76%提升至17.44%，并采用原子层沉积（ALD）的SnO₂层改善了CdS层的共形沉积和Sb₂(S,Se)₃吸收层的能带结构，从而提高了电荷传输并降低了界面和体相中的电荷复合。此外，未封装的Sb₂(S,Se)₃器件在最大功率点（MPP）连续追踪800小时后，仍保持了初始效率的95%，展现出出色的稳定性。该策略还成功应用于1 cm²的太阳能电池，实现了9.27%的高效率，为高性能锑基太阳能电池的大规模制造提供了新的思路。

https://doi.org/10.1038/s41560-025-01792-y

本文综述了三元 blend 聚合物太阳能电池的研究进展。文章指出，二元 blend 聚合物太阳能电池由于有机材料吸收带宽较窄，难以覆盖整个太阳光谱，效率提升受限。三元 blend 聚合物太阳能电池通过引入近红外光吸收材料，克服了这一局限。研究发现，三元 blend 器件的短路电流密度（JSC）和光电转换效率（PCE）均有显著提升。RR-P3HT/PCBM/SiPc6 三元器件的 PCE 较二元器件提升了约 30%，JSC 从 10 mA cm−2 提高到 13 mA cm−2。此外，通过优化染料分子结构，可实现更高的界面选择性，进一步提升器件性能。三元 blend 聚合物太阳能电池已成为一种有效的新型器件结构，有望在未来实现更高的光电转换效率。

https://doi.org/10.1038/s41428-025-01064-2

本研究重点介绍了一种名为吡拉西坦的多功能添加剂在钙钛矿叠层太阳能电池中的应用。单结钙钛矿太阳能电池的认证光电转换效率（PCE）已达27%，接近理论极限。而该研究中的宽禁带钙钛矿太阳能电池在加入吡拉西坦后，认证PCE达19.7%，开路电压（VOC）达1.36 V。更突出的是，基于该技术的两端全钙钛矿叠层设备在0.07 cm²和1.02 cm²的面积上分别实现了28.1%和27.3%的认证效率，仅下降0.8%，且在55°C连续运行663小时后，仍能保持90%以上的初始效率。

https://doi.org/10.1038/s41565-025-01946-9

本研究致力于提升宽禁带钙钛矿太阳能电池（PSCs）的性能与稳定性，这对于发展能够突破单结光伏器件理论效率极限的叠层太阳能电池具有重要意义。鉴于宽禁带PSCs中界面非辐射复合这一主要挑战，研究团队在p-i-n结构的空穴传输层（HTL）和钙钛矿之间的埋底界面引入了一种新型有机中间层。该中间层以喹喹唑啉为基础，采用供体-受体型设计，专为NiOx与宽禁带钙钛矿的界面优化。实验表明，这种中间层能有效钝化钙钛矿界面缺陷，显著增强电荷载流子提取效率，大幅降低非辐射复合，并提升钙钛矿薄膜质量。同时，由于其高偶极矩特性，器件内建电位得以提高，进一步促进电荷提取。得益于此，PSCs的功率转换效率（PCE）从17.5%提升至20.0%，且在环境条件下历经500小时后仍能保持性能稳定。

https://doi.org/10.1002/cssc.202500543