該研究主要探討了如何利用基於甲銨的二維間隔陽離子來提升鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的效率和高溫光穩定性。研究指出，傳統使用銨基間隔陽離子的 2D/3D 異質結構在高溫下的光穩定性受限於去質子化反應。本研究采用甲銨基陽離子替代銨基陽離子，利用其更高的酸解離常數，減輕去質子化引起的不穩定性，並提供良好的缺陷鈍化效果。甲銨鈍化有助於形成熱穩定的 2D/3D 異質結構，抑製非輻射複合，增強載流子傳輸動力學。采用甲銨基體和表面鈍化的 PSCs 達到 26.52% 的 2D/3D PSCs 先進光電轉換效率，在 85℃下連續照明 1000 小時後，仍保持初始效率的 90.6%，展現出卓越的高溫光穩定性。該工作為在嚴苛條件下設計高性能、耐用的 PSCs 提供了重要見解。

https://doi.org/10.1002/ange.202424825

本研究深入探討了鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）在製氫領域的應用潛力。PSCs因其高效率和低成本製造優勢，在光伏領域嶄露頭角，同時通過分解水生產氫氣展現出巨大前景。文章全面審視了當前 PSCs 製氫的研究進展，分析了其在不同運行條件下的穩定性和效率等挑戰與機遇。研究還深入探討了器件設計、系統集成及材料工程對 PSCs 製氫性能的影響機製。此外，文章概述了全球氫氣需求趨勢，並指出 PSCs 與其它可再生能源結合生產綠色氫氣的可行性，強調了其對構建可持續能源未來的重要意義。研究表明，PSCs 在製氫領域有望發展為一項開創性技術，對能源行業及全球低碳能源轉型產生深遠影響。

https://doi.org/10.1002/open.202500181

本研究聚焦於鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）在光照條件下的性能穩定性問題。由於全球光伏產業的快速發展，鈣鈦礦組件在不同地域的使用需求日益增長，而光照強烈的地區鈣鈦礦電池會持續遭受紫外線（UV）照射，易引發性能衰退。為此，研究利用抗氧化的植物石榴皮提取物——安石榴甙作為增強劑，通過其高羥基化結構的強抗氧化性抵禦紫外線引發的強氧化環境，同時借助羰基（C═O）和碳碳雙鍵（C═C）基團與鈣鈦礦中欠配位的鉛離子（Pb2+）配位，減少成核結晶過程中的缺陷生成，顯著提升鈣鈦礦薄膜質量和器件性能。實驗表明，摻雜安石榴甙的PSCs光電轉換效率提高至24.24%，且展現出優異的紫外線抗性和氧化穩定性，為鈣鈦礦太陽能電池在複雜環境下的長期穩定運行提供了新策略。

https://doi.org/10.1002/adfm.202502232

本研究針對鉛鹵鈣鈦礦器件的效率和穩定性提升問題，引入了一種基於尿素 - 硫氰酸銨（UAT）的離子液體表面處理方法，解決了傳統非極性溶劑中硫氰酸鹽溶解度低的難題，提高了硫氰酸鹽的負載量，實現了接近 100% 的光緻發光量子產率（PLQY），並阻止了納米晶體的降解。通過透射電子顯微鏡技術，研究發現硫氰酸鹽處理後的表面富含硫元素，晶格間距擴張 3%，表明硫氰酸鹽作為擬鹵素與納米晶體表面的鉛陽離子結合，增強了納米晶體對離子取代的穩定性，同時保持了鈣鈦礦結構的完整。研究表明，硫氰酸鹽表面處理主要通過鈍化由溴空位引起的表面陷阱來提升性能，而非清除多餘的鉛陽離子，這種處理方法有效減緩了離子遷移問題，為鈣鈦礦基器件的發展提供了重要進展。

https://pubs-acs-org-s.libvpn.scnu.edu.cn:20080/action/showCitFormats?doi=10.1021/acs.chemmater.5c00803&ref=pdf

本研究聚焦於鈣鈦礦/矽串聯太陽能電池的長期穩定性，通過界面工程提升器件性能與耐久性。研究指出，鈣鈦礦太陽能電池因帶隙可調、高光學吸收等特性，與矽電池結合後有望突破單結器件效率極限，理論效率可達37%。當前，界面穩定性是商業化的關鍵挑戰，尤其是SAM/鈣鈦礦、富勒烯/SnOx和SnOx/透明導電氧化物（TCO）界面的脫層問題。研究團隊通過優化界面材料，如采用功能化C60-SAMs和非富勒烯受體（NFA-SAMs），顯著提高了界面附著力和電荷提取效率。實驗表明，優化後的器件在光緻發光量子產率（PLQY）接近100%的同時，展現了更高的操作穩定性，部分器件效率超過34%。此外，改進的封裝技術有效提升了器件的耐濕性和熱機械穩定性，其中熱塑性聚氨酯（TPU）和聚烯烴（POE）封裝材料在-40至85℃的溫度循環測試中表現出更少的宏觀脫層現象。這些成果為鈣鈦礦/矽串聯太陽能電池的商業化提供了重要技術路徑，加速了其在下一代光伏技術中的應用進程。

https://pubs-acs-org-s.libvpn.scnu.edu.cn:20080/action/showCitFormats?doi=10.1021/acs.energyfuels.5c00511&ref=pdf

本文通過第一性原理模擬和實驗研究了層狀鈣鈦礦硫化物 Ba3Zr2S7 的熱膨脹性能。研究發現，在常壓和室溫（300 K）下，其體積熱膨脹系數為 38×10−6 K−1，與 CIGS 接近，適合用於常規光伏模塊。此外，Ba3Zr2S7 在低溫（4-10 K）和高壓條件下表現出負熱膨脹（NTE），這種行為源於準二維振動機製，與 Ca3Ti2O7 等其他 Ruddlesden-Popper 氧化物中的機製相似。模擬顯示，隨著壓力增加，NTE 的幅度和溫度範圍均會增大。實驗上，在 10 GPa 的高壓下，Ba3Zr2S7 發生從四方晶系（P42/mnm）到單斜晶系（P2/c）的相變。該研究還指出，化學成分的改變（如將氧替換為硫）以及接近位移相變邊界可以增強 NTE 響應，彈性常數 c33 與 NTE 活性呈反比關系，可作為篩選和設計 NTE 材料的有用指標。盡管 Ba3Zr2S7 的 NTE 溫度範圍較小，但其在高壓下的穩定性優於商業 NTE 材料 ZrW2O8。

https://pubs-acs-org-s.libvpn.scnu.edu.cn:20080/action/showCitFormats?doi=10.1021/acs.inorgchem.5c00314&ref=pdf

本研究探討了鹵化亞銅添加劑在改善空氣製備的甲胺鉛碘鈣鈦礦（MAPbI₃）太陽能電池性能方面的有效性。研究發現，適量的鹵化亞銅添加劑可顯著提升電池性能。通過時間分辨光緻發光、瞬態光電流和光電壓分析表明，光生載流子壽命延長，電極收集效率提高。具體而言，加入鹵化亞銅後，短路電流密度（Jsc）提升了24%，整體光電轉換效率（PCE）提高了17%。

https://pubs-acs-org-s.libvpn.scnu.edu.cn:20080/action/showCitFormats?doi=10.1021/acsaem.4c02678&ref=pdf

本研究開發了一種基於無鉛雙鈣鈦礦和 Mg 摻雜空穴傳輸層的高性能光探測器，成功將 Mg 摻雜到雙鈣鈦礦光探測器的空穴傳輸層中，提升了器件性能。Mg 摻雜 NiOx 增加了 Ni 空位濃度，增強了電荷傳輸特性，降低了複合率，顯著提高了器件的響應度和探測度。最佳器件展現了世界一流的性能指標，特定探測率達到 4.7×10¹² Jones，暗電流密度極低，為 5.5×10⁻⁹ A·cm⁻²，光電流瞬態響應速度快，分別為 382 μs（上升）/120 μs（下降），線性動態範圍達到 101 dB，超越了大多數已報道的同類器件，為開發環保且高性能的光探測器提供了有前景的方法。

https://doi.org/10.1021/acsaem.5c00542

本研究提出了一種利用乙酸鎂（MgAc）進行原位缺陷鈍化的新型方法，有效減少了二氧化錫（SnO₂）薄膜中的體缺陷，包括氧空位和錫空位，從而顯著提升了電子傳輸層（ETL）的導電性和電子遷移率。MgAc改性的SnO₂（MgAc–SnO₂）薄膜展現出更平滑的表面和更好的結晶性，有利於鈣鈦礦的均勻沉積和高質量結晶，進而改善了電荷傳輸並減少了非輻射複合。最終，采用MgAc–SnO₂的器件效率達到25.35%，優於未摻雜SnO₂的23.93%。此外，未封裝的MgAc–SnO₂器件在85°C加熱1000小時、空氣存儲1200小時以及連續光照1000小時後，分別保持了初始效率的87.88%、95.49%和84.51%，其出色穩定性歸功於SnO₂體薄膜中缺陷的減少以及鈣鈦礦殘餘應力的緩解。該研究表明，MgAc改性是提高鈣鈦礦太陽能電池效率和穩定性的有效方法，推動了其商業化進程。

https://doi.org/10.1021/acsami.5c09097

本研究通過旋塗法製備了不同濃度 Bi 摻雜的 FAPbI₃鈣鈦礦薄膜，探究其對性能的影響。XRD 分析顯示未摻雜薄膜存在六方相和立方相，結構不穩定，而 Bi 摻雜後主要呈現立方鈣鈦礦結構，六方相關峰強度降低。UV-Vis 譜表明 Bi 摻雜使吸收邊紅移，光學帶隙減小，從純 FAPbI₃的 1.49 eV 降至 2% Bi 時的 1.43 eV。XANES 分析確認 Bi³⁺取代了局部結構中的 Pb²⁺。PL 測量發現 1% Bi 摻雜薄膜 PL 強度顯著高於未摻雜，說明載流子複合減少。綜上，Bi 摻雜可穩定鈣鈦礦結構，提升光電性能，為改進鈣鈦礦太陽能電池性能提供了重要參考。

https://doi.org/10.1038/s41598-025-02226-1

這篇文章通過分子合金工程策略混合具有不同位阻的有機陽離子分子，成功調控了二維鹵化物鈣鈦礦的晶格畸變和激子自陷行為，實現了從冷白光到暖白光的可調諧寬帶發光。研究發現，大位阻分子比例的增加導緻鈣鈦礦晶格畸變程度增大，激子自陷速率提高，自陷深度加深。在(c-C3MA)(c-C6)2−xPbBr4體系中，隨著c-C6比例增加，晶格畸變參數Δd從7.6×10−7增大到7.1×10−4，相應發光的CIE色度坐標從冷白光(0.25,0.25)變化到暖白光 (0.39,0.42)，且發光波長覆蓋400-800nm。該研究為設計新型寬帶白光發射鈣鈦礦材料提供了通用方法，有助於推動其在顯示、照明等領域的應用，但目前有機-無機雜化鈣鈦礦的發光量子產率仍低於無機鈣鈦礦，需進一步優化提升。

https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5c01073

本研究針對基於甲酰胺（FA）和銫（Cs）的鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）在潮濕條件下穩定性不足的問題，提出了一種兩步保護策略。首先利用四辛基銨溴化物（TOAB）作為表面處理劑鈍化陷阱態、增強疏水性，接著采用TOP-3作為空穴傳輸層，減少鈣鈦礦與空穴傳輸層之間的能量不匹配，並促進空穴提取。實驗表明，經TOAB改性的PSCs光電轉換效率（PCE）從17.09%提升至19.80%，開路電壓（VOC）從1.09 V增至1.13 V。在70%相對濕度下，未封裝的TOAB處理器件480小時內保持初始PCE的90%以上，980小時後仍超80%，1200小時後為初始的67%，而對照組1200小時後不足29%。在30%相對濕度暗存儲條件下，TOAB器件300天後保持初始PCE的80%以上，400天後約74%。這凸顯了TOAB在提升鈣鈦礦太陽能電池效率與濕度穩定性方面的巨大潛力，為相關器件的穩定性研究提供了新思路 。

https://doi.org/10.1021/acsaem.5c00525

本研究通過使用p型納米晶矽氧化物（nc-SiOx:H(p+)）作為發射極，替代傳統的納米晶矽，並優化透明導電氧化物（TCO）薄膜，顯著提升了矽異質結太陽能電池（SHJ）的性能。研究發現，nc-SiOx:H(p+)具有納米晶矽顆粒和非晶矽氧化物的混合相結構，其中納米晶矽顆粒貫穿整個發射極層，有助於載流子收集。通過優化摻雜鈰的氧化銦（ICO）作為TCO層，冠軍雙面SHJ太陽能電池實現了26.29%的效率和86.21%的高填充因子（FF）。此外，未封裝的TOAB塗層器件在70%相對濕度下表現出優異的穩定性，480小時內保持初始PCE的90%以上，980小時後仍超80%，1200小時後為初始的67%，而對照組在相同條件下1200小時後不足29%。本研究為提高SHJ太陽能電池的效率和濕度穩定性提供了重要途徑。

https://doi.org/10.1021/acsnano.5c03395

本研究針對錫基鈣鈦礦的高光緻發光效率但依賴有毒銻（Sb）摻雜的問題，創新性地引入低毒性釔離子（Y³⁺）作為摻雜劑，合成新型鈣鈦礦單晶。通過結構優化，顯著提升了鈣鈦礦單晶的發光性能，增強了電子-聲子耦合與電子局域化，優化了自陷激子的形成效率。合成的(4PPY·H)2Sn0.864Y0.136CI5.864單晶展現出卓越的光緻發光特性，量子產率高達96%，且摻雜晶體的熒光壽命比未摻雜晶體延長兩倍以上。

https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5c02230

本研究通過采用Cs2PbI2Cl2（CPIC-NCs）和CsPbCl3（CPC-NCs）納米晶體修飾鈣鈦礦光吸收層界面，發現除了常規的缺陷修複作用外，這種修飾能根本性地改變鈣鈦礦薄膜在光照下的降解路徑。CPIC-NCs作為更優的修飾劑，可更可控地形成Pb(OH)I，並有效抑製鈣鈦礦在長期光照老化後分解為碘化鉛。經CPIC-NCs修飾的太陽能電池實現了24.28%的冠軍光電轉換效率，且未封裝器件在ISOS-L-1I條件下600小時後保持初始效率的90%以上，在ISOS-D-1條件下4500小時後仍能維持。這項工作確立了納米晶體介導的界面控製作為鈣鈦礦光電領域的雙重缺陷/降解調控策略。

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c01111

本研究通過在鈣鈦礦/NiOx界面處使用4-（二苯基氨基）苯甲酸（TPAC），實現了對HTL/鈣鈦礦界面的有效鈍化。TPAC的羧酸基團與Pb²⁺的配位以及與鹵化物離子的氫鍵作用，不僅減少了鈣鈦礦和NiOx膜表面的缺陷，還降低了晶格失配缺陷。經TPAC鈍化的器件實現了21.9%的光電轉換效率，相比未鈍化器件（19.7%），展現出更高的開路電壓和填充因子。穩定性測試顯示，TPAC處理後的器件在500小時後仍保持了初始PCE的91%，而在黑暗條件下存儲1000小時後保持了64%的效率，均優於未處理器件。

https://doi.org/10.1021/acsaem.5c00532

本研究通過在Cu₂ZnSnS₄中用Cd替代Zn，可以改善電子帶隙特性，減少亞帶隙態，但其性能仍不如其他薄膜太陽能電池。通過深入研究硫化過程中的相演化和晶粒生長，發現Cl基前驅體中的Cu₂₋ₓS與CdS和SnSₓ中間相發生多步相融合反應，導緻嚴重的開路電壓（VOC）損失。而以醋酸根（Ac⁻）為主的樣品在初始階段快速形成Cu₂SnS₃（CTS），產生大量成核中心，導緻晶體質量差。研究發現，通過調整Cl⁻/Ac⁻陰離子比例，可以改善多相融合和晶粒生長機製，減輕因[2CuCd⁺+SnCd²⁻]缺陷團簇導緻的VOC損失，最終實現了11.89%的最高效率，開路電壓比達到65.0%。

https://doi.org/10.1002/adfm.202509104

本研究介紹了一種提升超薄柔性有機太陽能電池（OSCs）性能的方法，通過H-TPAc修飾Br-2PACz自組裝單層膜（SAMs），解決了SAMs在柔性ITO電極上聚集和覆蓋不佳的問題。修飾後的SAMs使PM6:L8-BO:BTP-eC9三元剛性和超薄柔性OSCs器件效率分別達19.7%和17.5%，展現出在開發新一代空穴傳輸層材料及推進高性能柔性有機太陽能電池方面的巨大潛力。

https://doi.org/10.1002/aenm.202501698

本研究介紹了 MC 系列卟啉在錫基鈣鈦礦太陽能電池（TPSCs）中的應用，其通過在卟啉核心的 C（15）位置連接多種電子受體基團形成自組裝單分子層（SAMs），有效鈍化了錫鈣鈦礦表面的 Sn²⁺缺陷。這是首次將卟啉作為 SAM 用於 TPSCs 的研究，實驗表明含有不同基團的 MC 系列化合物使器件效率各異，其中 MC-4 器件效率最高（8.65%），歸因於其抑製了電荷複合、提高了空穴遷移率和空穴提取能力，為推動卟啉基 TPSCs 的發展提供了新思路。

https://doi.org/10.1002/smll.202504259

本研究設計了一種巰基功能化的介孔二氧化矽層作為埋底界面的超結構，能調節鈣鈦礦薄膜的結晶，消除納米空隙，鈍化缺陷，並抑製錫鉛鈣鈦礦薄膜中Sn（II）的氧化，進而大幅減少正本征負結構器件中的載流子損失，提高其穩定性。最終，錫鉛鈣鈦礦單結電池效率可達 23.7%，最高開路電壓 0.89V。基於增強後的子電池，雙結串聯光伏（系統）電池效率達 29.6%（認證效率 29.5%，穩態效率 28.7%），11.3cm² 的迷你組件效率 24.7%。封裝後的串聯光伏（系統）在模擬 1 個太陽光照下，經 445 小時最大功率點跟蹤後，仍能保持初始效率的 90%。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-59891-z

本研究開發了一種非同步幹涉瞬態吸收（AI-TA）技術，通過使用兩台同步鎖模飛秒激光器和幹涉檢測泵浦-探測光譜，實現對鈣鈦礦納米材料中光誘導反應的原位超快光譜學研究。該技術能夠在寬動態範圍內快速采集數據，深入探究了全無機銫鉛鹵化物納米晶和納米片在光誘導下的鹵素取代反應及光驅動轉變過程，揭示了帶隙能量變化、電荷載流子動力學、缺陷鈍化等特性，為理解鈣鈦礦納米材料的光物理行為和環境影響提供了新見解，並展示了AI-TA技術在實時觀測光化學動態方面的變革性潛力。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-60313-3

本研究運用基於第一性原理的密度泛函理論（DFT）計算，全面探究了 LiSbX₃（X = Cl、F）鹵化物鈣鈦礦的結構、電子、光學、機械及聲子性質。通過 Birch–Murnaghan 狀態方程證實了兩種化合物均具有穩定的立方鈣鈦礦結構。由於氯原子的質量較大，LiSbCl₃ 的晶格參數（5.5345 Å）大於 LiSbF₃（4.6784 Å）。電子能帶結構分析顯示二者均呈金屬性質，具有連續的能量態分布。光學分析表明它們對紫外光有很強的吸收和反射能力，其中 LiSbCl₃ 在 0.10 eV 處的介電常數高達 11.25，光學導電性峰值為 4684 Ω⁻¹ cm⁻¹；而 LiSbF₃ 在 4.48 eV 處的介電常數為 2.99，導電性峰值為 1579 Ω⁻¹ cm⁻¹。機械穩定性分析顯示 LiSbCl₃ 具有延展性，剪切模量為正（8.39 GPa），而 LiSbF₃ 由於剪切模量為負（-16.68 GPa）機械性能不穩定。綜上，LiSbCl₃ 在能源存儲、光電子及光子學領域極具應用潛力，而 LiSbF₃ 若要應用於實際，還需進一步優化以提升其機械穩定性。

https://doi.org/10.1038/s41598-025-03320-0

本研究通過蒸汽輔助表面重構技術，利用汽相沉積的多齒配體隔離鈣鈦礦表面的缺陷八面體，抑製離子遷移進入傳輸層並減少表面離子缺陷，從而調節光 - 暗循環中離子遷移動力學。製備的 785 平方厘米的工業規模鈣鈦礦太陽能模塊實現了 19.6% 的光電轉換效率（PCE），在 50℃下經曆 101 次光 - 暗循環後保持初始 PCE 的 97% 以上，並在惡劣夏季條件下戶外運行 45 天，展現出與參考矽電池相當的穩定性。

https://doi.org/10.1126/science.adv4280

本研究針對紫外線（UV）輻射對鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）穩定性的影響，開發出一種名為 Poly-2PACz 的新型聚合物空穴傳輸層（HTL）。該材料具有優異的紫外穩定性和與基底的強結合力，克服了傳統自組裝單層（SAM）HTL 的不足。在環境條件下通過刮塗法製備的 PSCs，效率高達 26.0%，且經約 500 小時高強度紫外線照射後，仍能保持初始效率的 80%。Poly-2PACz 的良好潤濕性和高導電性，使其在製備塗覆面積達 22.2% 的小型模塊時表現出色，且均勻性優異。

https://doi.org/10.1126/sciadv.adu3493