室内钙钛矿太阳能电池的非金属背电极：材料标准、最新进展与未来展望
本综述系统分析了室内钙钛矿电池中背电极材料的作用，重点探讨了碳基电极与透明导电电极等非金属背电极的最新进展，并围绕性能与能量输出密度、可加工性与扩展性、机械柔性与耐久性等关键挑战，提出界面工程、低温加工与材料创新等策略。通过揭示这一关键研究空白，本文为推动高效、稳定、可扩展的室内钙钛矿电池提供了可行见解，助力自供电电子与物联网应用。
https://doi.org/10.1002/adma.202512402
抛弃旋涂机！自铺展钙钛矿薄膜突破100 cm²，空气中一步成型
本研究提出通过溶剂与固态添加剂调控钙钛矿溶液的铺展与结晶行为，成功在空气中通过自铺展制备出大面积（达100 cm²）钙钛矿薄膜。利用原位光吸收光谱揭示了不同添加剂对结晶路径的影响，无需反溶剂或真空辅助即获得高质量薄膜，相应太阳能电池效率达23.61%。此外，我们开发了无激光P2/P3划线工艺，实现97.3%的高几何填充因子与19.88%的模组效率（有效面积14.1 cm²），创下无激光加工钙钛矿模组的最高纪录。本研究为高性能钙钛矿电池与模组提供了一条可扩展、低成本的制备路径。
https://doi.org/10.1039/D5EE05353F
纳米间隔层支撑的碳纳米管混合电极用于高效稳定碳基钙钛矿太阳能电池
本研究在钙钛矿与空穴传输材料（HTM）渗透的碳纳米管（CNTs）之间引入了无机纳米间隔层（NS）。该NS通过阻止钙钛矿与CNTs直接接触减少非辐射复合，同时促进从钙钛矿到CNTs的高效空穴传输。因此，使用CNT-HTM混合电极的太阳能电池实现了22.6%的光电转换效率（认证效率：22.5%）。该器件在室温下连续运行1200小时后仍保持其效率。此外，在60°C下额外运行500小时后，仍保留超过80%的初始效率。同时，将该太阳能电池与超级电容器集成的光电容整体效率达到16.9%，与基于GaAs和多结太阳能电池的光电容系统相当。
https://doi.org/10.1002/adfm.202514299
淬灭辐射发光降低二维钙钛矿单晶的能量损失，实现稳定高效X射线探测
本研究通过理性设计离子（Bi³⁺）取代策略，成功降低了辐射发光强度并延长了载流子复合寿命，从而显著提升了二维钙钛矿单晶的X射线探测性能。具体而言，淬灭的辐射发光减少了能量损失，而延长的发光寿命则提高了X射线探测中的载流子收集效率。此外，掺铋二维单晶表现出更高的离子迁移活化能和更短的层间距，从而实现了更低的电流漂移和更高的载流子迁移率-寿命乘积。因此，该二维单晶探测器实现了高达5217.3 μC Gy⁻¹ cm⁻²的探测灵敏度、低至2.5 nGy s⁻¹的探测限以及优异的响应稳定性。这些优异性能的罕见结合使得探测器能够实现高分辨率X射线成像。本研究为进一步提升二维钙钛矿单晶的X射线探测性能提供了新的设计思路和具体调控策略。
https://doi.org/10.1002/adma.202503463
32.74%效率！颗粒修饰实现溶液法制钙钛矿与全绒面硅的高效叠层太阳能电池集成
本研究通过在全绒面硅上喷涂氧化铝颗粒，构建了超亲水性粗糙表面，既增强了湿膜覆盖性，又提供了引导成核位点。尽管超亲水性有助于润湿，但仅凭此仍无法实现钙钛矿对金字塔结构的完全覆盖。除润湿性提升外，氧化铝颗粒通过降低成核势垒并抑制谷底优先成核，促进了颗粒修饰位点的均匀成核，从而实现钙钛矿在金字塔结构上的近保形沉积。此外，氧化铝颗粒还降低了非辐射复合，延长了载流子寿命。基于该方法，我们在全绒面硅上通过一步溶液法制备的钙钛矿/硅叠层电池实现了32.74%的光电转换效率。该策略为钙钛矿与硅光伏的高性能叠层器件集成提供了可行路径。
https://doi.org/10.1038/s41467-025-64546-0
本研究在钙钛矿中引入铁磁自旋过滤效应，实现了自旋极化激光。通过将铁磁性Fe₃O₄纳米颗粒引入有机-无机杂化钙钛矿中构建复合材料，在磁场作用下，Fe₃O₄纳米颗粒可选择性地捕获钙钛矿中特定自旋的电子，从而建立有效的自旋极化。磁场的方向和强度决定了自旋极化激光的手性与圆偏振度。此外，通过调控杂化钙钛矿的组成以调节其带隙，实现了波长可调的自旋极化激光器。本研究为自旋极化钙钛矿激光器提供了一种铁磁自旋过滤策略。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c13764
量子阱调控方法解锁钙钛矿太阳能电池'高稳定-效率'制衡问题
本研究采用1, 4-cyclohexanedimethanamine（CDMA）作为间隔阳离子，从结晶动力学入手控制其有利量子阱组分形成条件，使量子阱从宽n相分布(n=1, 2, 3 ~∞），转而集中分布在高n相，从而降低晶格应力和缺陷态，促进电荷传输，最终实现了提高稳定的同时，更进一步提高其效率。文中系统阐述了quasi-2D钙钛矿薄膜量子阱的n值分布和空间排列对钙钛矿材料的结构、光电性能，特别是电荷输运性能的影响。实验结果表明，通过条件控制，DJ型钙钛矿中体积庞大的CDMA二铵阳离子桥接在两侧的无机层上，形成大尺寸的胶体，减慢了成核和结晶，使钙钛矿膜富含高n相量子阱，有利于降低晶格应变，减少缺陷态，从而促进载流子传输。最终，在空气中制备的CDMA基quasi-2D PSCs取得了19.02%的冠军效率，在RH = 45%-85%的空气环境中储存5000小时后仍保留92%的初始效率。
https://doi.org/10.1016/j.jechem.2025.07.085
钙钛矿光伏中的缺陷自愈合策略驱动长期可靠性与性能提升
本综述系统阐述了钙钛矿的降解路径（可逆与不可逆过程）及缺陷自愈合的基本机制，重点分析了三类主要策略：i）组分工程调控缺陷动态；ii）引入强韧聚合物/杂化网络以抑制机械与环境降解；iii）构建具有动态键合能力的自愈合体系。文中结合典型研究案例，分析了自愈合机制的激活条件、修复机理以及在弯曲疲劳、热循环和长期光照下的稳定性提升效果。此外，本文还探讨了自愈合策略与卷对卷制造、柔性电子、建筑一体化光伏等规模化应用的兼容性，为实现从实验室验证到工业级部署的转化提供了路径。
https://doi.org/10.1002/adfm.202523417
本研究提出了一种“SAM-in-matrix”策略，将部分SAM分散于稳定的三（五氟苯基）硼烷（BCF）基质中，有效打破了原有分子堆叠导致的聚集现象。二维晶格蒙特卡洛模拟与实验结果均表明，该策略可形成高效的电荷传输通道。基于此“SAM-in-matrix”空穴传输层（HTL）的器件，在不同SAM体系中均展现出更高的效率、更致密的表面覆盖、良好的导电性，并显著减少了埋底纳米空隙。此外，该策略在规模化制备中展现出显著的应用潜力。在FTO/NiOₓ基底上构建的“SAM-in-matrix” HTL有助于形成高质量的大面积钙钛矿薄膜，并提升NiOₓ的导电性。最终，成功制备出1米×2米的大面积钙钛矿太阳能组件，其认证效率达到创纪录的20.05%。
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09785-3
通过半径与偶极矩调控提升无金属钙钛矿的X射线探测性能
本研究成功将具有更大半径和偶极矩的NH₃OH⁺阳离子引入MFHPs体系，系统探究了B位设计的功能机制。理论模拟与实验表明，NH₃OH⁺可调控MFHPs的八面体组成与结构维度，从而优化带隙与载流子传输能力。更重要的是，NH₃OH⁺中的羟基可增加氢键位点与强度，强化氢键网络，稳定晶格结构并抑制离子迁移，进而提升器件稳定性。最终，基于DABCO-NH₃OHCl₃的探测器在持续X射线辐照下表现出卓越的稳定性与灵敏度（在200 V偏压下达1460 μC Gyₐᵢᵣ⁻¹ cm⁻²），并实现了超低暗电流漂移（1.86×10⁻⁷ nA cm⁻¹ V⁻¹ s⁻¹）。本研究为未来MFHPs的优化提供了重要的B位设计指导。
https://doi.org/10.1002/ange.202516090
全钙钛矿叠层电池效率突破30%，偶极界面策略立大功
本文开发了一种偶极钝化策略，在降低Pb-Sn钙钛矿埋底界面陷阱密度的同时，实现了HTL/钙钛矿界面的精准能级对齐。该策略增强了欧姆接触，促进空穴高效注入HTL，并将电子排斥出界面，从而将载流子扩散长度提升至6.2 μm，使Pb-Sn钙钛矿电池效率提升至24.9%（Voc=0.911 V，Jsc=33.1 mA cm⁻²，FF=82.6%）。此外，该策略有效缓解了叠层器件互联层引起的接触损失，最终实现全钙钛矿叠层电池的30.6%效率（认证稳态效率30.1%）。
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09773-7
纳米尺度软相互作用调控的钙钛矿异质结实现高效稳定太阳能电池
本研究提出了一种“软-软”相互作用引导策略，通过在有机阳离子溶液中引入二甲基硫醚（DMS）作为软路易斯碱添加剂，调控钙钛矿异质结的形成。所得DMS调控的PSCs实现了高达26.70%的卓越能量转换效率（PCE），认证效率为26.48%。器件表现出优异的工作稳定性，在连续1个太阳光照下（ISOS-L-1协议）进行2000小时最大功率点跟踪后，仍保持初始PCE的94%以上。此外，该“软-软”相互作用策略在多种钙钛矿组分和配体体系中均具普适性，显示出其在可扩展、可重复PSC制备中的潜力。
https://doi.org/10.1038/s41467-025-64550-4
28.47%叠层效率！氧化钇工程化基底提升钙钛矿太阳能电池耐久性
本文揭示了氟掺杂氧化锡（FTO）在工作应力下存在不稳定性，加剧了PSC的稳定性问题。为解决该问题，我们提出了一种通用的界面工程策略：采用可扩展的热蒸发结合自然氧化方法，形成原子级键合的氧化钇（Y₂O₃）层，以增强FTO的结构稳定性。蒸发的钇有效锚定了FTO中的部分晶格氧，防止元素解离。此外，Y₂O₃在粗糙FTO表面实现了保形沉积，提高了界面粘附能，建立了有效的离子扩散和载流子非辐射复合损失屏障。该策略显著增强了PSC的结构完整性，大幅提升了操作稳定性。未封装的器件在连续光照1200小时后性能损失可忽略不计。值得注意的是，我们在正置（n-i-p）结构中实现了26.48%（认证效率26.12%）、倒置（p-i-n）结构中26.34%、叠层结构中28.47%的光电转换效率——均为各自类别中已报道的最高效率之一——充分证明了该策略的强通用性与商业化潜力。
https://doi.org/10.1038/s41467-025-64548-y
通过界面EATPbI4层原位铁电内置场和外延模板制备高效钙钛矿太阳能电池
本文报告了一种创新方法，该方法涉及原位构建二维铁电界面层，以增强内建场并增强电荷提取。此外，该界面层还可作为3D FAPbI3晶体外延生长的模板，从而形成高度取向的3D钙钛矿薄膜，降低应变和缺陷密度。优化后的刚性器件实现了令人印象深刻的26.32%（认证为25.60%）的能量转换效率，开路电压接近辐射极限为1.20 V，而柔性器件则实现了25.01%的惊人效率。该策略同时解决了缺陷钝化、晶体学控制和极化增强电荷动力学的关键挑战，为钙钛矿太阳能电池建立了多功能界面工程范式。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.5c02267
本研究将聚丙烯酸（PAA）引入SnO2纳米晶体油墨中，以增强纳米晶体的分散性并减缓溶剂蒸发，从而确保印刷的电子传输层具有最佳的覆盖率和形貌。同时，PAA可以细化埋底界面，增强电荷转移并抑制非辐射复合。经PAA改性的柔性器件实现了22.46%的高效率（认证效率为21.56%），并且在3000次弯曲循环后仍能保持初始值的89.3%，在2000小时的储存后仍能保持初始值的92.4%。打印的30厘米x30厘米柔性模组实现了令人印象深刻的16.40%的效率（认证为16.28%）。
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu1116
本文提出了一种物理驱动的界面铁电性策略，通过将铁电CsMnBr3纳米晶体集成到FA基钙钛矿中实现。这些纳米晶体产生的铁电场促进了FA+阳离子有序化，调节了Pb-I骨架，并增强了钙钛矿晶格的结构调控。这协同作用，增加了Pb-I八面体转变的动力学势垒，并提高了离子迁移的能垒。所得钙钛矿材料表现出较高的结构稳定性，使得钙钛矿太阳能电池微型组件在85°C、85%相对湿度条件下经过1000小时稳定性测试后，仍能保持初始效率的99%。得益于界面的改进，钙钛矿太阳能电池的效率达到26.62%（认证效率26.40%），微型组件的效率达到24.67%（认证效率23.23%）。这项工作提出了一种通过界面铁电工程实现高性能、长期稳定的钙钛矿光电器件的有效方法。
https://www.nature.com/articles/s41467-025-64545-1
通过工程化自组装单层控制钙钛矿-硅串联太阳能电池中的钙钛矿结晶
本研究揭示，传统SAM上不受控的钙钛矿结晶动力学，会驱动埋藏界面处电子缺陷与形貌退化的协同演化。这种现象源于钙钛矿前驱体溶液与SAM之间的结构和能量不相容性。为精准调控钙钛矿结晶，我们开发了一种定制化SAM材料，既能抑制缺陷形成，又能增强界面电子耦合。将该方案集成到钙钛矿-硅串联太阳能电池中后，1平方厘米面积器件的转换效率达到33.86%（认证值33.59%），16平方厘米面积器件则达到29.25%（认证值28.53%）。该串联器件展现出卓越的运行稳定性，在1小时光照条件下运行2000小时后，仍能保持超过90%的初始转换效率。
https://doi.org/10.1038/s41566-025-01778-y
Y型受体中电荷转移激子扩散的定量理解，用于高效有机太阳能电池
本研究表明，Y型NFA中会产生分子间电荷转移（ICT）激子，但ICT激子形成对LD的具体作用尚未被讨论。本文报道，由于皮秒时间尺度上ICT激子形成伴随的光谱演化接近光学带隙，忽视这一现象可能导致对Y型NFA薄膜瞬态吸收数据分析中LD的显著高估。此外，在使用激子-激子湮灭模型进行数值拟合时，考虑ICT激子的本征弛豫寿命对于可靠提取扩散系数和LD至关重要。最后，除了显示LD随????-????堆叠间距减小而增加外，这些结果表明LD由溶液处理的Y型NFA薄膜的晶区尺寸决定，暗示所报道的LD可能尚未达到其基本极限。这些结果为实现OSCs材料中的长程激子扩散提供了新见解，为实现具有更大晶区尺寸和更厚薄膜的高效率OSCs铺平了道路。
https://doi.org/10.1002/adfm.202517322
