钙钛矿太阳能电池中过量碘化铅再利用促进二次晶粒生长的预处理策略
本工作开发了一种创新的预处理策略,即在退火过程中在钙钛矿薄膜上沉积Cs3ErCl6量子点(QDs),这与传统的在退火后沉积QDs的后处理策略不同。显然,PbI2可以与 Cs3ErCl6 QDs发生反应,实现其二次利用并促进钙钛矿在晶界附近的二次生长,从而抑制过量PbI2的形成。预处理后的钙钛矿层晶粒更细密,从而提高了光电转换效率和器件稳定性。采用该预处理方法制备的(FAPbI3) 0.95(MAPbBr3)0.05钙钛矿太阳能电池表现出高达26.01%的光电转换效率。这项研究为抑制PbI2的过量生长提供了新的思路,有望提升钙钛矿太阳能电池的商业化应用前景,并为未来可再生能源的发展做出贡献。
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202508211
增强与多位点结合配体的配位相互作用,实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池
本研究确定了一种氯化锑-N,N-二甲基硒脲复合物Sb(SU)2Cl3作为多锚定配体,可显著增强钙钛矿结晶度,抑制缺陷形成,并显著提高抗湿性和整体稳定性。因此,在使用两步法制造的完全空气处理的钙钛矿太阳能电池中实现了25.03%的能量转换效率-这是在环境条件下制备的器件中报告的最高效率之一。值得注意的是,未封装的电池在黑暗货架储存期间表现出23,325 小时的线性外推T80寿命。此外,这些未封装的设备表现出了出色的热稳定性和运行稳定性,T80寿命分别为5,004小时(85°C时)和5,209小时(1个太阳照射下),是迄今为止最稳定的钙钛矿太阳能电池之一。
https://www.nature.com/articles/s41467-025-61563-x
真空沉积自组装单层膜用于钙钛矿/PERC叠层太阳能电池
本文研究发现,与基于溶液的沉积工艺相比,自组装单分子层(SAM)分子的热蒸发可形成填充密度更高的保形涂层。因此,采用真空沉积SAM的单片钙钛矿/PERC-Si叠层电池表现出显著提升且高度可重复的太阳能电池性能。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.5c01338

本文报道了一种新颖的添加剂工程策略,该策略能够在甲脒三碘化铅(FAPbI3)的两步沉积过程中将前体完全转化为钙钛矿相。该方法基于在第一步沉积过程中将含钾添加剂(KI 和 KSCN)与PbI2共蒸发,然后再蒸发甲脒碘化物。结果表明,缺乏添加剂会导致转化不完全,大量未转化的PbI2残留在埋置界面处。另一方面,添加剂的共蒸发改善了转化过程,以KSCN为例,可生成具有改进微观结构的纯相α-FAPbI3。采用添加剂设计的p-i-n器件效率高达18.34%,在已报道的无界面钝化蒸发FAPbI3太阳能电池中位居前列。这项研究凸显了添加剂工程在控制热蒸发钙钛矿成膜方面的巨大潜力。
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202500963
协同自组装单分子层增强高效叠层钙钛矿太阳能电池的埋底界面锚定
本研究通过将具有多个锚定位点的非平面分子3,3-(4-氨基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)-二苯甲酸(ABT)与常用的 Me-4PACz SAM共混,开发了一种协同SAM(syn-SAM)策略。这两种组分的共存利用π-π相互作用和氢键来减轻聚集效应,提供致密均匀的 SAM,从而增强在钙钛矿埋界面处的锚定并减轻界面电荷复合。ABT的引入进一步有助于减轻钙钛矿薄膜的拉伸应变。此外,该策略还具有多器件兼容性的优势。基于syn-SAM的单结反式钙钛矿太阳能电池,对于带隙为1.56 eV和1.68 eV的钙钛矿,其功率转换效率分别为25.75%(经验证为 25.45%)和22.76%(面积:0.105 cm²)。此外,该方法也适用于基于异质结(HJT)硅底电池全纹理表面的单片钙钛矿/硅叠层太阳能电池,其 PCE分别为31.56%(面积:1.07 cm²)和26.57%(面积:20.06 cm²)。所有器件即使在非封装条件下也表现出优异的长期存储和热稳定性。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202504237
全氟化策略固定铅和钝化表面缺陷实现真空闪蒸技术世界纪录效率
本文报道了一种通用的全氟化策略来固定铅和钝化钙钛矿薄膜表面缺陷。证明了全氟化三乙胺(PFTEA)能够与PbI2配位形成PFTEA·PbI2络合物,这有利于抑制铅泄露和促进表面缺陷钝化。由于显著降低的非辐射复合,PFTEA修饰的反式钙钛矿电池取得了26.65%的认证稳态效率,这是真空闪蒸技术钙钛矿电池报道的最高效率。而且,PFTEA修饰的反式钙钛矿电池在最大功率点持续工作1000小时后仍然保留初始效率的92%。本工作通过全氟化策略为推动反式光伏技术的可持续发展提供了一种简单而有效的路径。
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202505115

本综述探讨了生物材料如何在三个不同尺度上为开发耐用高效的钙钛矿太阳能电池提供设计灵感。在分子层面,利用仿生分子相互作用来控制结晶和防止降解,从而增强长期最大功率点跟踪稳定性。在微观结构层面,利用动态键和界面增强的自修复和强度增强策略可以帮助钙钛矿太阳能电池从物理损伤中恢复并保持高性能。在器件层面,宏观功能,例如针对不同层量身定制的蛾眼结构,可以共同实现抗反射、辐射冷却和自清洁,从而优化钙钛矿太阳能电池的光管理、散热和封装。仿生钙钛矿太阳能电池研究可以将更高的效率和寿命与丰富的生物相容性传统稳定剂替代品结合起来。未来的研究重点应包括筛选仿生分子以优化薄膜结晶和稳定性,开发由操作压力触发的自修复机制,设计经济高效的生物微结构,以及集成多功能封装技术,以提高钙钛矿太阳能电池的效率和寿命。
https://www.nature.com/articles/s44359-025-00086-6

本研究展示了使用溶液工艺生长由混合维钙钛矿制成的相干钙钛矿异质结和量子阱。通过利用甲铵(MA+)和4-(氨甲基)哌啶鎓(4AMP2+)的溶解度差异,组装了具有不同层数的层状钙钛矿。所得的 4AMP-MAn–1PbnI3n+1材料,每种材料具有不同的层数或带隙,形成量子阱。由4AMP-MA2Pb3I10(n = 3)和4AMP-MAPb2I7 (n = 2)制成的具有不同势垒厚度的异质结和量子阱通过晶体生长过程中的溶液温度曲线进行调整。通过循环温度曲线形成了多量子阱。平面异质结和量子阱具有晶格匹配性,无界面缺陷,且表现出良好的热稳定性。计算和光学研究均证实了n=2/n=3异质结处的I型能带排列。这项研究为复杂钙钛矿异质结和量子阱器件的发展开辟了新的方向。
https://www.nature.com/articles/s41566-025-01723-z
通过添加剂空间构型调控实现多点位铅钝化的高效钙钛矿太阳能电池
本研究引入具有柔性骨架和双磺酰氯(SO₂Cl)基团的4,4′-氧二苯磺酰氯(OBSC)作为双功能分子添加剂,可同时钝化缺陷并调控钙钛矿薄膜的结晶过程。其独特的空间构型通过Pb–O配位与未配位的铅(Pb²⁺)强结合,并通过氢键与甲脒(FA⁺)相互作用,有效抑制非辐射复合。同时,OBSC通过稳定钙钛矿-溶剂中间相延缓结晶动力学,形成晶粒更大、缺陷更少的高质量薄膜。优化后的PSCs实现了26.39%的冠军效率(认证效率26.03%),并在1100小时连续光照下保持96%的初始效率。
https://doi.org/10.1002/aenm.202502409
卤化聚苯乙烯衍生物钝化并抑制倒置钙钛矿太阳能电池中有机阳离子的挥发
本研究通过系统研究聚苯乙烯(PS)及其卤化衍生物(PS-X,X=Br、Cl、F和五氟化聚苯乙烯PFS),发现单一聚合物材料不仅能有效钝化钙钛矿体相和界面缺陷,还能抑制MA阳离子的挥发。通过调节聚合物的卤化程度,研究发现聚合物的偶极特性、电荷扩散分布和高正四极矩是提升性能的关键。高温X射线衍射(XRD)显示,PFS将MA的挥发温度从180°C提升至220°C以上,使钙钛矿薄膜在85°C高温下稳定超过720小时。结合体相和界面钝化,PSCs的效率高达24%,开路电压(Voc)达1.17 V,并在ISOS D-1和L-1测试条件下分别保持97%和95%的初始效率超过3500小时和500小时。
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee02619a
协同自组装单分子层强化埋底界面锚定助力高效钙钛矿/硅叠层太阳能电池
本研究开发了一种协同SAM(syn-SAM)策略,通过将具有多位点锚定能力的非平面分子ABT(3,3-(4-氨基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)-二苯甲酸)与常用Me-4PACz SAM共混,利用π-π相互作用和氢键抑制聚集效应,形成致密均匀的SAM层,从而增强钙钛矿埋底界面锚定并减少界面电荷复合。ABT的引入进一步缓解了钙钛矿薄膜的拉伸应变。基于syn-SAM的单结倒置PSCs实现了25.75%(认证效率25.45%,带隙1.56 eV)和22.76%(带隙1.68 eV)的功率转换效率(PCE)。此外,该策略在基于全绒面异质结硅底电池的钙钛矿/硅叠层器件中表现出色,小面积(1.07 cm²)和大面积(20.06 cm²)器件的PCE分别达到31.56%和26.57%,且未封装器件展现出优异的长期储存和热稳定性。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202504237
联吡啶-硫代碗烯异构体协同钝化-提取实现>26%钙钛矿太阳电池
本研究提出联吡啶-硫代碗烯功能化多环芳烃异构体工程策略。研究团队通过精准调控吡啶桥联位点,成功构建了从正交构型(4BT)到平面构型(5BT)的分子结构转变。综合理论模拟与实验表征表明:平面构型5BT可最大化暴露路易斯碱活性位点,实现深能级缺陷(Pb2+/VI)协同钝化与空穴传输动力学的双重增强。基于此设计的5BT修饰n-i-p型器件获得26.15%的冠军效率(认证26.12%),并在ISOS-L-2加速老化测试中保持94%的初始效率。该工作为钙钛矿界面缺陷调控提供了原创性分子设计范式。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202510255
界面工程调控能带排列与缺陷钝化实现喷墨印刷CZTSSe太阳能电池13.64%效率
本研究通过氯化镉(CdCl₂)表面修饰策略,显著改善了CZTSSe薄膜的质量:表面更光滑致密,导带偏移(CBO)减小促进载流子传输,界面缺陷密度从5.1×10¹⁵ cm⁻³降至2.4×10¹⁵ cm⁻³,耗尽层宽度从138 nm扩展至272 nm。优化后的CZTSSe太阳能电池效率从11.83%提升至13.64%,创造了喷墨印刷CZTSSe电池的效率纪录。该研究为低成本高性能薄膜太阳能电池的开发提供了新思路。
https://doi.org/10.1002/aenm.202501322
可层间交联的空穴传输层实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池
本研究提出了一种反应性分子工程策略,通过两种同步反应实现界面稳定化:i) Apronal在钙钛矿层内垂直分布的聚Apronal(P-Apronal)网络的自由基聚合;ii) 新设计的HTM(CAZ-NCS)中异硫氰酸酯(-NCS)基团与Apronal的伯胺基团通过亲核加成形成硫脲键。这种化学紧密结合的界面显著提升了电荷提取效率和操作稳定性。采用CAZ-NCS-P的器件实现了23.52%的功率转换效率(PCE),并在连续光照600小时后仍保持94%的初始性能(推算T80寿命为1951小时)。这种自适应的空间编程界面交联策略为溶液加工光电器件的埋底界面稳定化提供了新范式。
https://doi.org/10.1002/adfm.202510279
偏压等离子体处理氧化镍用于高效钙钛矿/硅叠层太阳能电池
本研究通过原位偏压等离子体处理(BPT)重构溅射NiOₓ表面,实现了更光滑、更致密的表面形貌及可控的Ni³⁺/Ni²⁺比例。BPT处理显著提升了NiOₓ的电导率,抑制了非辐射复合,优化了能带排列,并促进了钙钛矿的结晶性。最终,宽禁带钙钛矿太阳能电池的功率转换效率(PCE)提升至21.8%,而单片钙钛矿/硅叠层太阳能电池的PCE更是达到32.1%(认证效率31.7%),并展现出优异的操作稳定性。
https://doi.org/10.1002/adma.202504581

本研究提出了一种双机械化学策略:首先通过高能Al₂O₃纳米颗粒抛光去除表面纳米杂质,随后原位构建全无机2D Cs₂PbI₂Br₂覆盖层,形成均匀的2D/3D异质界面。该策略不仅显著降低了界面非辐射复合损失,还增强了钙钛矿晶格的抗环境侵蚀能力。最终,全空气环境制备的碳基CsPbI₂Br太阳能电池实现了15.29%的效率,并在暗态存储(1000小时)、高温(500小时)和持续光照(200小时)条件下表现出优异的稳定性。这一多维表面工程策略为钙钛矿光电器件的规模化制备提供了新思路。
https://doi.org/10.1002/advs.202509089
自调节双边锚定策略构建高效电荷传输通道,实现高性能刚性与柔性钙钛矿太阳能电池
本研究选择方酸(SA)作为钙钛矿与SnO₂层之间的界面分子,提出了一种自调节双边锚定策略。SA独特的四元环共轭结构和双羧酸基团能够在SnO₂/SA和SA/PbI₂界面形成稳定的氢键和配位键。SA的自转化特性使其能够在埋底界面动态锚定,从而释放残余应力并构建稳定的界面分子桥。结果表明,SA分子桥不仅能有效抑制多种带电缺陷的产生,还可作为高效的电子传输通道,将器件的功率转换效率(PCE)从23.19%提升至25.50%,并在最大功率点下表现出优异的稳定性。此外,柔性器件和大面积(1 cm²)器件的PCE分别提升至24.92%和24.01%,证明了双边锚定策略对不同基底和大面积PSCs的普适性。
https://doi.org/10.1007/s40820-025-01846-6
全氟化叔胺分子固定铅并修复表面缺陷实现高性能可持续倒置钙钛矿太阳能电池
本研究报道了一种通用的全氟化策略,用于固定铅并钝化倒置PSCs中钙钛矿薄膜的表面缺陷。研究表明,全氟三乙胺(PFTEA)可通过强配位键与PbI₂形成PFTEA-PbI₂复合物,从而有效抑制铅泄漏并促进缺陷钝化。由于表面非辐射复合的大幅减少,PFTEA调控的倒置PSCs实现了26.65%的认证稳定功率转换效率(PCE),这是目前采用真空闪蒸技术制备的PSCs中的最高效率纪录。此外,PFTEA调控的器件在连续最大功率点跟踪1000小时后仍保持初始PCE的92%。这项工作为通过全氟化策略推动倒置光伏技术的可持续发展提供了一条简单有效的途径。
https://doi.org/10.1002/adma.202508126
化学键合单层界面提升铅锡钙钛矿太阳能电池的热稳定性和效率
本研究设计实现了24%的功率转换效率(PCE),并在50°C下以最大功率点(MPP)连续运行680小时后仍保持初始性能的80%。通过增强埋底界面结合力和热稳定性,本研究为窄带隙钙钛矿光伏提供了一个更稳定的平台,同时为全钙钛矿叠层电池的电荷提取和长效性提供了新思路。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435125002284
利用内置封装网络来缓解钙钛矿太阳能电池铅泄漏的初始应变场
钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其优异的转换效率而备受关注,但其长期稳定性和铅(Pb)泄漏问题限制了其商业化应用。目前,Pb泄漏的机理尚不明确,研究人员普遍认为主要通过外部封装来防止Pb泄漏。本文通过原位平面分辨阴极发光和深度分辨掠入射广角散射技术,揭示了Pb泄漏主要发生在钙钛矿薄膜表面缺陷处,并提出了一种基于内置化学封阻网络和平衡压缩应变场协同作用的新型薄膜增强策略。该策略有效地提高了钙钛矿结构分解的热力学势垒,抑制了Pb泄漏,并显著提高了PSCs的稳定性和效率。
https://doi.org/10.1002/adma.202506206
协同的缺电子表面工程:决定钙钛矿光伏器件中电子载流子提取效率的关键因素
本文挑战了传统的界面偶极矩设计原则,重点关注电子缺失型表面修饰在电荷载体提取中的作用。研究人员系统地分析了不同强度的电子缺失型材料,发现表面修饰对功函数的调节作用比界面偶极矩更为重要。他们设计了一种新型的双功能双吡啶基电子选择性分子层(ESMLs),通过将羧酸基团替换为更强的电子吸引基团,显著提高了吸附、电子提取和钝化性能。基于这种材料的器件实现了23.98%的效率,并在1 cm2的器件中保持了21.63%的效率,是目前报道的最高效率。此外,该材料在四端钙钛矿/硅叠层太阳能电池中表现出30.83%的效率,也处于领先地位。这项工作表明,电子缺失型表面修饰是提高PSCs效率的关键因素,为开发高效稳定的器件提供了新的思路。
https://doi.org/10.1021/jacs.5c07357