本文针对反式钙钛矿太阳能电池（iPSC）改进中关键却极具挑战的缺陷管理和掩埋界面能级排列问题，开发出可锚定分子 3PATAT，用于优化原子层沉积 (ALD)-NiO 与钙钛矿间掩埋界面的薄膜形貌和能级排列。ALD-NiO 技术克服了传统方法在粗糙基底（如掺氟氧化锡 FTO）上难以均匀涂覆的局限，3PATAT 能分别与 NiO 中镍离子、钙钛矿中铅离子同步配位，促进界面载流子提取，减少能量损失，实现均衡载流子传输。最终，最优 iPSC 在单元尺寸为 0.06、0.25 和 1cm² 时，分别实现 25.1%、23.0% 和 22.1% 的最高功率转换效率，且 3PATAT 桥接埋界面显著提升了器件热稳定性。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.5c01437?ref=pdf

鉴于卤化物钙钛矿中机械应变（含残余应变）的深入了解不完整，且应变效应与其他干扰因素分离存在挑战，通过二维 / 三维钙钛矿异质结的形成，研究三维卤化物钙钛矿中残余拉伸应变的弛豫。二维钙钛矿诱导三维钙钛矿结构碎裂，促进拉伸应变塑性弛豫，且在隔离外部干扰后，发现三维钙钛矿适度拉伸应变弛豫时能保持高结晶度，还增强了光电特性，提高了光伏器件功率转换效率。该研究概述了优化光电特性的应变松弛条件，推动了卤化物钙钛矿应变工程发展。

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu3459

在本研究中，设计了四种具有不同给电子/吸电子基团的分子，从而产生了不同的偶极矩和取向，并分析了它们作为表面改性剂应用于钙钛矿薄膜时对性能的影响。经（4-（三氟甲基）苯基）碘化甲铵 (PMA-CF3) 处理的钙钛矿，其偶极矩最大，取向有序平行，能级与C60最匹配，从而促进了界面处的电子传输并阻碍了空穴传输。经PMA-CF3处理的冠军器件表现出最佳性能，功率转换效率达到26.04%（350 秒最大功率点跟踪的认证稳态效率为25.62%），并具有优异的储存和光浸润稳定性。

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435125001904

鉴于宽带隙钙钛矿与 Cu (In,Ga) Se₂薄膜叠层太阳能电池因复合损耗和光热诱导衰减，能量转换效率和稳定性不及单结太阳能电池，他们提出使用具有精心设计功能基团的坚固钝化剂，可抑制钝化剂脱附，增强对光热应力的抵抗力，显著抑制相偏析。宽带隙钙钛矿太阳能电池最高功率转换效率达 23.5%，在约 50°C、1 个太阳光照射下连续运行 1000 小时性能几乎无衰减；集成到叠层电池中，稳态功率转换效率达 27.93%（认证值 27.35%），在约 38°C 环境空气中稳定运行超 420 小时。

https://www.nature.com/articles/s41560-025-01761-5

针对作为下一代全钙钛矿多结太阳能电池重要组成部分的窄带隙锡铅混合钙钛矿，在工作条件下稳定性差的问题，通过测量热光复合应力下相位等特性变化，研究其不稳定性潜在机制，发现器件运行中移动离子重新分布影响增强是性能损失主因，且主要衰减模式随空穴传输材料不同而变，归因于碘空位生成速率变化，该研究为提高其工作稳定性提供了关键见解。

https://www.nature.com/articles/s41467-025-58489-9

本文提出了一种低温顺序沉积法，将特制的3-乙基-1-甲基-1H-咪唑-3-鎓二甲基磷酸盐引入碘化铅前驱体溶液中，以促进碘化铅与有机盐之间的充分反应，降低δ型钙钛矿向α型钙钛矿转变的能垒。最终制备出高度结晶、纯度高、晶粒尺寸大的α相钙钛矿薄膜，有效防止了对埋藏自组装分子的损伤和多余碘化铅的形成，使其开路电压高达1.21 V，认证效率达到26.0%。封装后的器件在遵循ISOS-D-3和ISOS-L-2方案后表现出更高的稳定性。

https://www.nature.com/articles/s41467-025-61144-y

本研究设计了一种双层多功能聚合物缓冲剂，由聚乙烯亚胺(PEI)和2-((2-甲基-3-(2-((2-甲基丁酰)氧基)乙氧基)-3-氧代丙基)硫代)-3-(甲硫基)琥珀酸(PDMEA)组成，插入金属电极/传输层的界面。该缓冲剂通过在金属层和PDMEA之间形成硫醚-金属-羧基螯合环来减缓金属原子的扩散。此外，它通过基于路易斯酸碱反应在PDMEA的羧基和PEI的胺基之间进行原位交联，促进有效的电子传输并抑制界面复合。因此，该设计有效地减少了器件制造和运行过程中不良的金属/离子相互扩散。采用PEI/PDMEA缓冲层制备的钙钛矿太阳能电池实现了经认证的26.46%(0.1 cm²)和24.70%(1.01 cm²)的功率转换效率 (PCE)，展现出增强的热稳定性和运行稳定性。期待这种通过交联具有不同功能聚合物形成双层聚合物缓冲层的缓冲层设计策略，能够为高效稳定的钙钛矿太阳能电池及其他电子设备提供稳健缓冲层的合理设计。

https://www.nature.com/articles/s41467-025-61294-z

本文揭示了钙钛矿相均匀性对于实现高效、机械稳定的具有纹理表面的柔性钙钛矿/c-硅异质结单片叠层太阳能电池（PST）的关键作用。通过确保较高的相均匀性，促进电荷在纹理化基底上金字塔各面间的转移，并释放钙钛矿/c-硅界面处的残余应力，成功制备出弯曲曲率为0.44 cm-1的柔性PST，经验证的光电转换效率高达29.88%（稳态效率29.2%，孔径面积1.04 cm²），超越了所有其它类型的柔性钙钛矿基光伏器件。研究成果有望推动柔性钙钛矿/c-硅叠层光伏器件的广泛应用和商业化。

https://www.nature.com/articles/s41467-025-61081-w

二甲基亚砜（DMSO）常用于提升溶液法制备钙钛矿的晶体质量，但其易残留于薄膜中导致界面缺陷。本研究引入小分子羟乙基甲基丙烯酸酯（HEMA）替代DMSO，其羟基（−OH）和羰基（−C=O）分别通过氢键和配位键与甲脒（FA⁺）和Pb²⁺结合，形成稳定的FAI-HEMA-PbI₂复合物，调控钙钛矿结晶过程，获得高结晶度与择优取向。残留HEMA通过原位聚合固化，稳定晶体结构并抑制缺陷。基于HEMA的钙钛矿太阳能电池（PSC）效率达25.31%，且在1000小时存储后保持初始效率的90%。此外，HEMA的亲水性显著提升前驱体溶液的耐湿性，即使暴露于空气中20天的旧溶液仍能维持90%以上效率，大幅拓宽了器件制备的工艺窗口。

https://doi.org/10.1002/adfm.202508262

本研究利用2,5-二氟苯甲酸钠（2,5-NaDFB）添加剂，通过降低PbI₂层不同凸起角度下的成核能垒差异，延缓钙钛矿晶体生长并促进晶粒增大，从而显著减少大面积钙钛矿薄膜的内部孔隙。最终，在环境条件下制备的全纹理硅基底叠层器件（有效面积19.9 cm²）实现了28.28%的高效率，为钙钛矿/硅叠层电池的商业化生产提供了新思路。

https://doi.org/10.1002/adma.202501961

钙钛矿太阳能电池（PSCs）的性能和稳定性已显著提升，但在扩大电池面积时保持高功率转换效率（PCE）和稳定性仍具挑战性。此外，钙钛矿的成核与生长对加工方法高度敏感，增加了大规模生产的复杂性。通过系统研究常见的淬火成核过程，揭示了抽气速度、溶剂体系和添加剂对真空淬火的影响。通过降低真空淬火温度调控成核过程，我们拓宽了后处理的时间窗口，从而获得了高质量的大面积钙钛矿薄膜。最终，1.55 eV的微型组件在11.7 cm²孔径面积下实现了22.69%的PCE（认证值为21.60%），且相应PSC在45°C、1太阳光照下连续运行3,500小时后仍保持初始效率的93%以上。该方法适用于刚性、柔性和曲面基底，展示了其在推动钙钛矿太阳能技术规模化应用中的潜力。

https://doi.org/10.1038/s41566-025-01703-3

本研究设计并合成了一种不对称非富勒烯受体（NFA）P2EH-1V，通过单侧共轭π桥将其光学带隙降至1.27 eV，同时保持了理想的激子解离和纳米形貌。瞬态吸收光谱证实了P2EH-1V向给体PM6的高效空穴转移。基于P2EH-1V的器件在保持电荷生成效率的同时，将非辐射电压损失降至0.20 eV。有机底电池实现了17.9%的效率，短路电流密度（Jsc）高达28.60 mA cm⁻²。此外，通过最小化界面复合损失，钙钛矿顶电池实现了1.37 V的开路电压（Voc）和85.5%的填充因子（FF）。这些进展使得钙钛矿-有机串联太阳能电池在大于1 cm²的孔径面积上实现了26.7%的创纪录效率（认证效率26.4%）。

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09181-x

本文探究了不同电子受体官能团对钙钛矿层缺陷钝化及光伏性能的影响。研究发现，CO-BSA和CN-BSA在钙钛矿中优先以平行排列方式结合，能够与两个相邻的未配位Pb²⁺缺陷位点形成强配位。同时，CO-BSA具有更优的电子构型，其官能团更高的电子密度使其与未配位Pb²⁺缺陷的双位点结合更强。此外，引入CO-BSA可促进钙钛矿薄膜形成大晶粒、高质量和低缺陷密度。最终，CO-BSA修饰的器件效率达到26.53%（认证效率26.31%），封装后的电池在空气中稳态功率输出（SPO）测试1100小时后仍保持初始效率的96.1%。

https://doi.org/10.1002/adma.202501961

本研究通过给体-受体（D-A）共轭策略设计了一种双自由基SAMs，显著提升了空穴传输性能。该双自由基SAMs具有优异的光热和电化学稳定性，同时通过分子位阻设计实现了组装均匀性和大面积溶液可加工性。采用先进的扫描电化学细胞显微镜-薄层循环伏安法（SECCM-TLCV）技术，精确测定了SAMs的载流子传输速率、稳定性及组装特性。

最终，基于该SAMs的PSCs效率超过26.3%，迷你组件（10.05 cm²）效率达23.6%，钙钛矿-硅叠层器件（1 cm²）效率突破34.2%，且在45°C下连续工作2000小时后仍保持97%以上的初始效率。

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adv4551

本研究提出了一种新型有机分子DL-乙硫氨酸（DLEO）作为SnO₂与钙钛矿之间的分子桥。DLEO在极性溶剂中几乎不溶，能有效锚定界面，通过其氨基（—NH₂）、羧基（—COOH）和乙硫基（—S—）官能团钝化SnO₂的氧空位缺陷（V₀）和钙钛矿的未配位Pb²⁺，同时优化能级排列并促进电荷传输。优化后的PSCs实现了25.08%的功率转换效率（PCE），并在最大功率点（MPP）连续工作400小时后仍保持98%的初始效率。该策略为钙钛矿光伏器件的界面工程提供了可扩展的解决方案。

https://doi.org/10.1002/adfm.202501850

本研究通过时间和频率域测量技术，首次建立了钙钛矿太阳能电池（PSCs）电荷传输特性与稳定性之间的直接关联。研究发现，更快的载流子提取速率和降低的非辐射复合是稳定性的关键指标，可有效抑制电荷积累和缺陷形成。通过对比二维钙钛矿模板化甲脒铅碘（2D-FAPI）与传统氯化甲铵稳定FAPI（MACI-FAPI）器件，证实晶格工程优化的2D-FAPI具有更高效的电荷提取路径（传输时间缩短3倍至110 ns）和更低的界面复合速度（0.5 cm/s，媲美晶硅技术）。在持续紫外光照下，2D-FAPI器件性能保持率高达92%，远超MACI-FAPI的82%。该研究为评估钙钛矿电池本征稳定性提供了多参数动态分析框架。

https://doi.org/10.1002/aenm.202502346

本研究采用三苯基氧化膦（TPPO）作为锚定配体，通过钝化埋底界面并抑制离子传输，成功制备出无甲基铵（MA-free）钙钛矿太阳能电池。该电池实现了26.01%的认证效率，开路电压达1.23 V，并在连续运行1200小时后仍保持初始性能的90%。这一策略有效解决了电压损失和长期运行稳定性问题，为商业化钙钛矿光伏技术提供了可扩展的解决方案。

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee03162a

本研究提出了一种新型“分散组装单分子层”（IAMs）策略，通过设计具有相似骨架但不同给体-受体强度的分散分子（NNN和NSN系列），有效抑制了传统自组装单分子层（SAMs）的胶束形成。其中，高偶极矩的NSN-BO分子（6.46 D）显著降低了界面能垒，使PM6:Y6有机太阳能电池（OSC）效率从16.46%提升至18.04%，钙钛矿太阳能电池（PSC）效率从23.84%突破至25.01%。短侧链变体NSN-C4和NSN-IB也表现出接近的性能（OSC: 19.01%/PSC: 24.95%），证实分子骨架设计比侧链修饰更关键。飞秒瞬态吸收光谱揭示IAMs通过促进电荷提取、抑制复合和优化薄膜形貌实现性能提升，同时器件环境与热稳定性显著增强。这一策略为高效稳定的太阳能电池提供了普适性界面工程方案。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c05341

本研究系统性地设计了一系列具有相似分子构型但不同HOMO能级的寡聚物给体——SBDD、SBDD-F、SBDT-F和SBDT-Cl。研究发现，这些寡聚物的HOMO能级对三元OSCs的VOC影响微乎其微，而其与受体的优异兼容性在提升VOC中起到了关键作用。这些寡聚物有效抑制了受体的过度聚集，实现了聚集诱导猝灭抑制（ACQS），增强了外量子电致发光效率（EQEEL），并降低了非辐射复合能量损失。同时，寡聚物优化了共混膜的形貌，从而提高了填充因子（FF）和器件性能。值得注意的是，基于SBDT-F和SBDT-Cl的三元OSCs分别实现了19.8%和20.1%（认证效率19.76%）的卓越功率转换效率（PCE），FF分别达到80.9%和80.7%。本研究阐明了第三组分能级对三元OSCs中VOC的非典型作用，为未来OSCs设计提供了宝贵指导。

https://doi.org/10.1002/adma.202501428

本研究通过构建2D/3D钙钛矿异质结，探究了三维（3D）卤化物钙钛矿中残余拉伸应变的弛豫机制。研究发现，2D钙钛矿通过诱导3D钙钛矿的结构碎片化，促进了拉伸应变的塑性弛豫。通过排除晶相干扰和激子相关光学扰动，我们观察到适度的拉伸应变弛豫可保持3D钙钛矿的高结晶度，从而显著拓宽带间吸收、延长载流子寿命，最终将光伏器件的最高功率转换效率（PCE）提升至25.2%。这一成果为优化卤化物钙钛矿的光电性能提供了应变调控的新策略。

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu3459

本研究创新性地利用模块化互连的划线区域，通过硅烷接枝聚烯烃封装材料与玻璃及透明导电氧化物（TCO）形成强共价键，实现钙钛矿组件的外在强化。实验表明，填充硅烷封装剂的伪组件断裂能（Gc）从无划线时的0.27 J·m⁻²提升至5.97 J·m⁻²（划线面积仅占2.2%），增强超20倍。该封装方案在250次IEC 61215热循环测试后仍保持稳定粘附，机械性能媲美商用晶硅（c-Si）和碲化镉（CdTe）组件，且仅损失5%有效面积。这一与现有产线兼容的策略，为钙钛矿组件的机械完整性挑战提供了普适性解决方案。

https://doi.org/10.1002/aenm.202501322

本研究通过真空腔室内共蒸发CsBr和PbI₂，结合150°C温和退火，成功制备了化学计量平衡的CsPbI₂Br薄膜。相较于传统高温退火或多源沉积方法，该策略通过优化沉积时的基底温度，显著提升了薄膜结晶性和相稳定性。此外，采用苯乙基氯化铵（PEACI）钝化钙钛矿薄膜表面，有效减少缺陷并抑制非辐射复合，最终在倒置（p-i-n）结构中实现了13.21%的光电转换效率（PCE）。封装器件在1倍太阳光持续照射450小时后仍保持80%的初始效率，凸显了共蒸发与表面钝化策略对提升CsPbI₂Br电池稳定性和效率的潜力，为其在叠层太阳能电池中的应用铺平道路。

https://doi.org/10.1002/adfm.202502970

本文报道了一种用6-8个巯基（-SH）设计的多功能环糊精衍生物（MCD）添加剂，该添加剂通过原位结晶调节和离子均化同步解决了这些挑战，同时通过其还原能力抑制Sn2+的氧化，并通过动态硫-金属配位键对Pb2+/Sn2+离子的双螯合调节结晶动力学。理论和实验分析表明，这种双功能机制减缓了成核过程中的离子迁移，使高质量NBG PVK薄膜的生长具有抑制的缺陷密度和均匀的Pb/Sn分布。这种均匀化源于MCD的多齿硫醇配位，它与Pb2+/Sn2+形成动态螯合网络，调节离子释放速率并抑制局部过饱和。环状低聚糖骨架进一步施加空间限制，抑制离子聚集和无序成核。因此，优化的NBG PVK太阳能电池实现了22.3%的功率转换效率，同时抑制了非辐射损失，27.9%的全PVK串联太阳能电池在1320小时内具有极高的长期稳定性。

https://doi.org/10.1002/aenm.202502835

本研究通过协同三元共聚和利用不同苯并噻二唑（BT）单元的侧链优化，开发了三种低成本的PTQ衍生物供体PTQ17、PTQ18和PTQ19，以微调分子自组装形态。PTQ17含有二氟化BT，表现出最紧密的π-π堆积和最强的分子结晶度，导致活性层中分子过度聚集和相分离形态。相比之下，含有二烷氧基取代BT的PTQ19具有最弱的分子结晶度，导致活性层中最差的长程有序分子堆积和最小的相畴。PTQ18含有单氟化和单烷氧基取代的BT，具有适中的分子结晶度和与受体的最佳相容性，从而产生了具有理想畴尺寸和相分离特征的活性层微观形态。结果，基于PTQ18的二元OSC实现了19.68%的效率；进一步优化的能级排列使基于PTQ18的三元器件PCE提高了20.06%。

https://doi.org/10.1002/adma.202503325

该文章研究了钙钛矿-有机叠层太阳能电池，旨在解决窄带隙有机子电池中近红外光电流不足的问题。文章的创新点在于设计并合成了非富勒烯受体 P2EH-1V，通过在中心稠环单元和端基之间引入不对称的共轭 π-桥，将光学带隙降低至 1.27 eV，同时保持理想的激子解离和纳米形貌。此外，文章还开发了一种自组装单分子层 Br-Ph-4PACz，通过引入溴代苯基取代咔唑上的甲基，有效降低了功函数和 HOMO 能级，改善了宽带隙钙钛矿与 SAM 的能级匹配。这些创新使得钙钛矿-有机叠层太阳能电池实现了 26.7% 的认证效率，超越了单结钙钛矿太阳能电池和其他钙钛矿薄膜叠层电池，并展现出良好的长期稳定性。

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09181-x