10月【第二周】光伏方向文獻速覽-東譜科技

靜電鎖碘策略實現26.23%高效+超穩鈣鈦礦電池

本文報道了一種通過胺陽離子的理性設計實現靜電碘調控的策略，以提升PSCs的光熱穩定性。理論模擬表明，氮原子上連接的烷基鏈增多不僅能增強胺陽離子與三碘陰離子（I₃⁻）之間的靜電相互作用，而且季銨陽離子還能抑製胺陽離子的去質子化，從而比廣泛使用的範德華相互作用更有效地限製碘流失。引入四丁基碘化銨（TBAI）後，鈣鈦礦薄膜的光熱耐受性顯著增強，碘流失和金屬電極腐蝕得到有效抑製。此外，TBAI還能促進鈣鈦礦結晶並鈍化缺陷，減少非輻射複合。最終，目標PSCs實現了26.23%的冠軍效率，並在85°C下持續最大功率點跟蹤1000小時後仍保持92.5%的初始效率，展現出優異的運行穩定性。

https://doi.org/10.1002/aenm.202503666

26.66%效率！雙配體調控實現均勻陽離子-陰離子分布的高效穩定鈣鈦礦太陽能電池

本文展示了一種利用吡啶-2-甲脒鹽酸鹽（PCH）和吡啶-2,6-二甲脒二鹽酸鹽（PBD）的雙配體策略，實現了均勻的陽離子-陰離子分布，從而製備出高性能PSCs。這些雙配體添加劑均勻分布於鈣鈦礦體相中，通過其吡啶和脒基團同時鈍化Pb²⁺和FA⁺離子，並利用氫鍵穩定I⁻離子，從而增強了薄膜中陰陽離子的均勻性。采用真空閃蒸輔助溶液法製備的PBD鈍化薄膜，其優化後的均勻性使器件實現了26.66%的光電轉換效率（認證效率26.33%）。值得注意的是，在運行條件下（60°C，N₂氣氛）連續進行1100小時最大功率點跟蹤（MPPT）後，這些器件仍保持初始效率的90%以上。該效率值位列目前已報道的鈣鈦礦太陽能電池最高效率之一。我們的研究結果表明，實現均勻的陽離子-陰離子分布對於設計有效鈍化劑至關重要，從而同時提升PSCs的光電轉換效率和運行穩定性。

https://doi.org/10.1002/ange.202518592

磷酸基團位置調控哢唑自組裝分子的面朝上與邊朝上構型及其對鈣鈦礦太陽能電池性能的影響

本研究設計合成了一系列磷酸基團（PA）位於哢唑環2位或3位的哢唑基SAMs，系統探究了結構變化對其在透明導電氧化物（TCO）基底上能級排列與分子堆疊方式的影響。研究發現，PA基團的位置顯著影響SAMs的功函數，進而調控電荷收集效率與器件性能。柔性乙基連接基團促使分子采取面朝上（face-on）取向，形成比乙烯基連接基更薄的界面層，而乙烯基則更傾向於邊朝上（edge-on）排列。這種分子堆疊方式的變化改變了界面電學特性與穩定性，其中面朝上構型通過增強與鈣鈦礦界面的結合強度，降低了串聯電阻並提升了光熱穩定性。本研究凸顯了分子設計在優化SAMs取向與界面特性方面對提升鈣鈦礦太陽能電池效率與耐久性的重要性。

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsenergylett.5c02098

原位生成NH₃降低烏爾巴赫能量實現高效鈣鈦礦太陽能電池的能量無序調控

本研究通過原位NH₃生成調控鈣鈦礦結晶過程，提升了其能量有序度。密度泛函理論計算表明，NH₃分子中N原子的孤對電子與Pb²⁺配位，顯著提高了鉛空位、Pb-on-I反位和I-on-Pb反位等缺陷的形成能。最終，我們獲得了烏爾巴赫能量低至23.7 meV 的高質量鈣鈦礦薄膜。最優器件實現了1.182 V的開路電壓和26.26%的光電轉換效率，開路電壓損失降低了52 mV。在ISOS-D標準下，器件在氮氣環境中儲存1100小時後仍保持95%以上初始效率，65°C下700小時後仍保持90%以上。此外，5×5 cm²微型組件效率達21.31%，代表了鈣鈦礦光伏領域的頂尖水平。

https://doi.org/10.1002/anie.202516464

二聚自組裝分子調控相態均勻性與錨定穩定性實現高性能鈣鈦礦太陽能電池

本文報道了兩種二聚SAMs——Ph-BC2PA與Th-BC2PA，它們分別由單體BC2PA通過1,4-苯基和2,5-噻吩基橋聯而成。結合分子動力學模擬與實驗結果，我們發現Ph-BC2PA與Th-BC2PA相較於單體BC2PA可形成更均勻的形貌。飛行時間二次離子質譜與X射線光電子能譜進一步揭示了Ph-BC2PA在熱老化條件下優異的形貌穩定性。將其應用於p-i-n型PSCs中，基於Ph-BC2PA的器件實現了26.33%的冠軍光電轉換效率，並具備出色的重複性。值得注意的是，該器件在65°C下持續最大功率點跟蹤500小時後仍保持初始效率的93%，在85°C、60%~70%相對濕度下熱老化2000小時後仍保持初始效率的90%，展現出卓越的運行穩定性與熱穩定性。

https://doi.org/10.1002/adfm.202520189

平衡過飽和速率與配位能力：實現高性能鈣鈦礦光伏組件的大面積製備

本文研究發現平衡控製過飽和速率與溶劑配位能力對於通過真空輔助刮塗獲得高質量鈣鈦礦薄膜至關重要。通過將N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）引入墨水配方，我們實現了快速成核與可控晶體生長，獲得了緻密、大晶粒、無孔洞的薄膜。基於該策略，刮塗製備的鈣鈦礦太陽能電池和迷你組件的效率分別達到25.38%和23.22%，證明了該方法在鈣鈦礦太陽能電池規模化製備中的有效性與穩健性。

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee03888j

含雙膦酸酯的π-共軛鈍化劑實現高效穩定的n-i-p鈣鈦礦太陽能電池及其低極性溶劑加工

本文設計並合成了一種雙膦酸酯分子（命名為DCTP），可同時解決溶劑兼容性、缺陷鈍化和空穴提取問題。DCTP在甲苯、氯苯和氯仿等低極性溶劑中具有良好的溶解性，且不會損傷鈣鈦礦表面。經氯苯加工的DCTP中間層能充分鈍化鈣鈦礦表面缺陷，並優化鈣鈦礦/空穴傳輸層界面的能級排列。同時，DCTP層有效抑製了甲脒、碘離子和鋰離子在熱應力下的層間擴散。結果表明，DCTP處理的器件實現了26.07% 的冠軍光電轉換效率，且重現性優異，而參比器件效率為24.28%。更重要的是，器件的運行穩定性顯著提升，在65°C、ISOS-L-21協議下進行最大功率點跟蹤900小時後，DCTP處理器件仍保持90.1% 的初始效率。

https://doi.org/10.1002/adma.202513151

新型聚合物讓量子點太陽能電池效率突破13.7%，濕度再高也不怕！

本文設計了一種離子-電子型共軛聚合物PBTBDF-TEC，該聚合物由苯並二呋喃和四乙二醇（TEC）取代的呋喃單元組成。PBTBDF-TEC通過TEC側鏈對鋰離子的螯合作用，有效限製了雙（三氟甲磺酰基）酰亞胺鋰（LiTFSI）摻雜劑的遷移。這種配位作用還減小了（010）π–π堆積距離，通過緩解空間位阻促進了空穴傳輸。因此，采用LiTFSI摻雜的PBTBDF-TEC的CQD太陽能電池實現了13.7%的功率轉換效率（PCE），高於未摻雜器件的11.8%。此外，鋰螯合作用固定了水分子，減緩了濕氣侵入。結果顯示，摻雜器件在高濕度（85%~95% RH）條件下24小時後仍保持初始PCE的90%以上，而未摻雜器件則出現顯著性能下降。

https://doi.org/10.1002/adfm.202514808

面向工業矽電池的穩定高效鈣鈦礦/矽疊層太陽能電池界面設計策略

本研究分析了能量損失，並設計了雙層鈍化策略以提升疊層電池的性能與耐久性。實驗結果表明，該雙層鈍化策略可精確調控鈣鈦礦能級排列、降低缺陷密度並抑製界面非輻射複合。此外，原子層沉積的AlOₓ在鈣鈦礦晶粒表面形成均勻薄膜，同時在晶界處形成島狀結構，為後續PDAI₂沉積提供了納米級局部接觸區域。該結構在充當離子擴散阻擋層的同時，實現了適度的n型摻雜，提升了電荷抽取與傳輸效率。采用AlOₓ/PDAI₂處理的單片式鈣鈦礦/矽疊層太陽能電池，在使用基於Q CELLS Q.ANTUM技術製備的工業矽底電池上，實現了31.6% 的光電轉換效率（認證效率為30.8%）。此外，該器件在25°C下進行最大功率點跟蹤1000小時後，仍保持95%的初始效率。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-64467-y

調控3D/2D雙層堆疊鈣鈦礦太陽能電池的異質結能帶結構

本文通過引入一系列具有不同界面偶極的分子中間層，成功調控了3D/2D雙層異質結的能帶結構，並系統研究了導帶底能級偏移對電子提取效率及p-i-n型器件運行穩定性的影響。研究發現，負偶極層可有效消除3D/2D異質結的能帶失配，加速電子跨界面傳輸。此外，優化的能帶結構抑製了鹵素離子遷移，顯著提升了器件的長期穩定性。最終，實現了超過25%的高效且穩定的轉換效率，是目前采用直接沉積2D鈣鈦礦的3D/2D雙層堆疊電池中性能最高的之一。本工作為推動3D/2D異質結鈣鈦礦電池技術提供了有效的能帶管理策略。

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsenergylett.5c02219

調控雜化自組裝分子的吸附構型實現高性能反式鈣鈦礦太陽能電池

本文通過共組裝分子2,3,5,6-四氟對苯二甲酸或2,3,5,6-四氟-4-巰基苯甲酸，調控了[4-(3,6-二苯基-9H-哢唑-9-基)丁基]膦酸在ITO表面的吸附構型。具體而言，平面吸附的BCA通過雙羧基錨定，使Ph-4PACz呈約54.03°傾斜構型；而傾斜吸附的BSCA通過單羧基錨定，誘導Ph-4PACz近乎垂直排列。BSCA的引入使Ph-4PACz膜更均勻、能級對齊更優，進而提升鈣鈦礦埋底界面的均勻性，增強電荷傳輸並抑製界面非輻射複合。基於BSCA的器件在0.0717 cm²活性面積下實現了26.72%的高效率（認證26.75%），1 cm²器件效率達25.21%，並在光照下運行1500小時或85℃加熱1000小時後仍保持初始效率的90%以上。

https://doi.org/10.1002/adma.202514623

三結鈣鈦礦電池效率突破27%！納米金顆粒+呱嗪鈍化聯手打造高效穩定界面

本文引入了一種呱嗪-1,4-二氯化物處理，以替代穩定性較差的氟化鋰。在連接頂層與中間鈣鈦礦結時，我們優化了沉積在原子層沉積氧化錫上的金納米顆粒尺寸，以實現最佳歐姆接觸並最小化光學損失。應用上述策略後，1 cm²三結電池實現了第三方驗證的反向掃描功率轉換效率27.06%，開路電壓達3.16 V。放大至16 cm²器件，其認證穩態效率為23.3%。通過去除甲銨並在鈣鈦礦體中引入銣以及使用呱嗪-1,4-二氯化物表面層，器件壽命也得到提升。封裝的1 cm²電池在最大功率點持續運行407小時後仍保持95%的初始效率，並通過了IEC 61215熱循環測試。

https://doi.org/10.1038/s41565-025-02015-x

面向全鈣鈦礦疊層太陽能電池的寬窄帶隙鈣鈦礦穩定性挑戰與解決方案

本綜述探討了寬帶隙與窄帶隙鈣鈦礦的本征及外在降解路徑，特別關注界面、電荷選擇性層和環境條件的作用，並總結了近年來提升全鈣鈦礦疊層電池穩定性的緩解策略進展。

https://doi.org/10.1002/aenm.202503904

高效鈣鈦礦/有機疊層太陽能電池中有機薄膜演化與複合損失研究

本文通過追蹤有機薄膜形成初期的演化過程，系統研究了這些損失的來源。我們通過策略性調控給受體比例來調節薄膜生長特性，並利用原位技術實時監測結晶動力學。研究發現，有機共混膜中給體含量的差異對溶液-固態轉變過程具有微調作用。當給體含量不足時，受體分子易發生聚集，破壞分子堆疊並降低結晶度。這些形貌變化阻礙了激子解離，進而導緻電荷複合並降低整體器件性能。通過優化薄膜形貌與結晶過程，我們成功降低了複合損失，實現了效率高達26.42%的鈣鈦礦/有機疊層太陽能電池。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-64032-7

吡啶輔助溶劑工程用於高效疊層組件中高質量窄帶隙鈣鈦礦的製備

本文通過溶劑工程調控結晶過程，開發了一種製備大面積、緻密且均勻的窄帶隙鈣鈦礦薄膜的方法。具體而言，我們在溶劑體系中引入了吡啶——一種具有強供體配位能力和高飽和蒸氣壓的溶劑。吡啶的強配位能力有助於在錫基窄帶隙鈣鈦礦薄膜的結晶過程中更好地形成中間相，而其高飽和蒸氣壓則使溶劑能快速蒸發，減少薄膜底部的溶劑殘留。通過將該策略與真空退火方法相結合，全鈣鈦礦疊層光伏微型組件的平均效率達到，顯示出其未來商業化的巨大潛力。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-64038-1

無溶劑硫醇-烯光聚合用於鈣鈦礦太陽能電池的無損封裝

本文提出一種無溶劑、室溫封裝策略，采用硫醇-烯點擊光聚合矽氧烷材料（TECP），專為PSC保護設計。TECP在紫外光下快速固化（25°C下<30秒），形成緻密、疏水、機械強度高、光學透明度高且熱應力極小的網絡。與傳統的丙烯酸酯或環氧基紫外固化膠粘劑不同，TECP表現出強界面附著力、完全聚合和優異的化學惰性，且不釋放殘留單體或溶劑。TECP封裝器件的功率轉換效率幾乎無變化（封裝前25.49%，封裝後25.41%），凸顯了TECP封裝過程的溫和性。此外，這些器件表現出卓越的環境穩定性，在1100小時濕熱老化（85%相對濕度，65°C）和250次熱循環（-40至85°C）後，分別保持初始效率的91.5%和94.0%。這些結果確立了TECP作為一種可擴展且無損的封裝解決方案，能有效緩解環境和熱降解，推動高效PSCs的實際應用。

https://doi.org/10.1002/adfm.202519377

二維鈣鈦礦中間層的n型調控實現高效鈣鈦礦-矽疊層太陽能電池

本文提出了一種在二維鈣鈦礦中間層中引入n型調控的策略，通過將SbCl₃摻入PEAI基二維鈣鈦礦中，實現了2D層的n型摻雜，顯著提升了電子密度，構建了增強的場效應以優化鈣鈦礦/C₆₀界面的鈍化效果。該摻雜調控重塑了界面能帶彎曲，抑製了空穴回流，並降低了界面複合。這種協同效應實現了高效的載流子提取與極低的接觸損失，最終使鈣鈦礦-矽疊層電池效率超過33%（認證效率32.56%），並顯著提升了操作穩定性。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435125003228

原位邊界橋接解鎖多晶金屬鹵化物鈣鈦礦中的多晶疇載流子擴散

本文提出一種通用的後處理策略，利用超分子冠醚輔助緩慢釋放並精確遞送Rb⁺陽離子至GDBs，實現原位GDB橋接。固態核磁共振、透射電子顯微鏡和飛行時間二次離子質譜分析證實，Rb⁺形成非鈣鈦礦相，主要分布於表面和GDBs處。超快時間分辨光緻發光圖譜顯示，經Rb⁺處理的鈣鈦礦薄膜中載流子跨晶界擴散加速，使光生載流子在複合前可跨越兩個晶粒域邊界。基於此策略處理的鈣鈦礦太陽能電池實現了26.02%的冠軍效率（認證效率25.77%），並展現出卓越的穩定性，在最大功率點持續單日照光1300小時後仍保持初始效率的99.2%。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-63777-5

均質鈍化策略實現28.9%效率的60 cm²鈣鈦礦-矽疊層太陽能電池

本研究證明了膦酸可鈍化鈣鈦礦表面缺陷，而呱嗪氯化物通過改善能級對齊、引入場效應並均質化表面電位，有效抑製界面複合。兩者協同使鈣鈦礦準費米能級分裂均質提升約100 mV。基於此，兩端鈣鈦礦-矽疊層電池在1 cm²器件上實現認證開路電壓2 V，效率超過31%。該鈍化策略具備良好擴展性，60 cm²活性面積的均質鈍化器件獲得認證效率28.9%。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-63673-y

多功能籠狀雙銨分子最小化界面能量損失，實現高效鈣鈦礦/矽疊層太陽能電池

本文首次設計了一種多功能籠狀雙銨氯化物分子，其具備路易斯酸/堿基團和強分子極性，可有效減少薄膜缺陷並調控界面偶極，從而抑製非輻射複合並優化表面能帶對齊。更重要的是，該籠狀陽離子可誘導形成面內取向的純相準二維鈣鈦礦，並表現出顯著鐵電效應，通過提升表面功函數促進載流子分離與提取。基於此，我們實現了1.68 eV鈣鈦礦太陽能電池，其光電轉換效率分別為22.6%（0.1 cm²）和21.0%（1.21 cm²）。進一步，基於隧穿氧化物鈍化接觸的兩端單片鈣鈦礦/矽疊層太陽能電池獲得了31.1%（1.0 cm²）的優異效率，並展現出良好的運行穩定性（ISOS-L-1，未封裝條件下T₈₅ > 1020小時）。鐵電界面物理為高效穩定的鈣鈦礦基疊層光伏開辟了新路徑。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-63720-8

對稱性驅動的長程有序π–π堆疊分子工程用於高效鈣鈦礦光伏器件

本文合成了一種具有均勻電子離域的軸向對稱分子——(2-(芘-2-基)乙基)膦酸（pPy），該分子可在氧化銦錫襯底上形成長程有序的π–π堆疊組裝。此外，pPy薄膜在q = 0.27 Å⁻¹處展現出強烈且完整的Debye-Scherrer環，具有高度有序的面朝上取向，並顯示出更均勻的空間分布，從而有效促進了電荷傳輸。基於pPy製備的鈣鈦礦太陽能電池實現了26.6%的光電轉換效率，並在ISOS-L-1I協議下連續模擬太陽光照3,000小時後仍保持初始效率的94%。

https://doi.org/10.1038/s44160-025-00896-3

植入晶核調控埋底界面無機鈣鈦礦生長，實現高性能太陽能電池

本文提出了一種利用2-(4-氨基丁基)胍硫酸鹽（AGS）修飾TiO₂表面的策略來解決這一問題。研究發現，AGS的引入可原位形成PbSO₄點並與鈣鈦礦前驅體相互作用，從而嚴格調控無機鈣鈦礦的結晶過程，實現快速成核並加速相變過程。這帶來了更均勻的薄膜、更大的晶粒尺寸以及更少的缺陷。修飾後的埋底界面展現出應變緩解、離子遷移抑製、孔洞減少和更好的接觸。結合鈣鈦礦與TiO₂之間改善的界面能級匹配，修飾後的無機鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率從19.84%提升至22.22%，電壓虧損僅為0.44 V。此外，在最大功率點跟蹤和連續光照800小時後，電池仍保持初始效率的91.5%。

https://doi.org/10.1002/adma.202515469

10月【第二周】光伏方向文獻速覽

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