通過集成非離子二元化合物增強鈣鈦礦太陽能電池的熱穩定性
本研究N、N-二甲基苯磺酰胺（DMBSA）是一種通過簡單工藝合成的非離子二元化合物，被用作缺陷鈍化材料。與 PEA +不同，DMBSA 由於強共價鍵而保持熱穩定性，並且在高溫下不會發生去質子化。此外，其較低的親核性可防止與 FA +發生不良反應，從而顯著減輕鈣鈦礦降解。因此，在 85 °C 下熱應力 1500 小時後，DMBSA 鈍化的 PSCs 保持了 96.1%±0.8%的初始光轉換效率（PCE），而 PEA+鈍化 PSCs 僅為 64.0%±0.19%。此外，DMBSA 鈍化有效地抑製了非輻射複合，而其偶極矩感應出電場，促進了空穴向空穴傳輸層的高效轉移。因此，DMBSA 鈍化的 PSC 的 PCE 為 25.43%（認證 25.1%），大大優於原始 PSC （22.07%）。
https://doi.org/10.1002/aenm.202503429
用於鈣鈦礦太陽能電池的具有不對稱空間效應的 sp3 雜化自組裝單層
本文設計了兩個具有不對稱空間效應的 SAM。與甲基相比，苯基產生更大的扭曲角和更有效的π π相互作用，從而產生更小的膠束和更有效的空穴傳輸。因此，4PADPhAC 薄膜表現出更高的均勻性和更高的電導率，從而產生具有更高結晶質量和更低捕集密度的鈣鈦礦薄膜。因此，基於 4PADPhAC 的器件實現了 25.34%的效率和更高的穩定性，在 RH 45 ± 10%（ISOS-D-1）的空氣中 3026 h 後保持其初始效率的 85%，在 45 ± 5 °C 和 RH 70 ± 10%的空氣（ISOS-L-3）下 1 個太陽下 MPPT 500 h 後保持其初始效率的 94%。
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsenergylett.5c02910
多功能2D共軛BDT聚合物夾層可實現20%以上的有機太陽能電池
本文引入長共軛側鏈——氯化烯丙硫基-噻吩-乙烯-噻吩（tvt），設計了一種二維共軛聚合物給體PBDB-tvt。該擴展結構提升了能級、增強了光吸收並改善了電荷傳輸性能。有趣的是，PBDB-tvt在常用加工溶劑中表現出選擇性溶解性，適用於順序沉積工藝。將其用作電極修飾層與體異質結之間的中間層，我們構建了一種混合器件結構。該結構不僅改善了相分布，還增強了短波長區域的光利用，從而實現了開路電壓、短路電流密度和填充因子的同步提升。最終，最優器件實現了20.3%的最高PCE。本研究突顯了多功能中間層在增強光吸收和調控活性層形貌方面的關鍵作用，為提升OSCs的光伏性能提供了可行路徑。
https://doi.org/10.1002/adma.202517145
全無機錫鉛效率突破14.2%！添加劑工程提升全無機錫鉛鈣鈦礦太陽能電池的穩定性
本研究提出了一種采用碘化二甲銨的添加劑工程策略，以應對上述挑戰。該添加劑可同時鈍化深層缺陷、抑製錫離子氧化、減少碘離子遷移並提升耐濕性，從而顯著增強環境穩定性。經處理的鈣鈦礦薄膜在空氣中保持穩定的鈣鈦礦相，並展現出更優的光電性能。基於該薄膜製備的器件實現了14.2%的功率轉換效率，未處理對照組為8.9%，並在惰性氣氛下儲存3000小時後仍保持94%以上的初始性能。
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsenergylett.5c02922
通過氟化聚酰胺酸晶界封裝提升鈣鈦礦太陽能電池低壓穩定性
本文開發了一種利用氟化聚酰胺酸進行原位晶界封裝的策略。PIF聚合物在晶界處發生原位聚合，形成貫穿鈣鈦礦的三維聚合物網絡，有效阻隔氣體釋放通道。引入PIF後，鈣鈦礦質量得到提升，基於PIF的剛性與柔性鈣鈦礦太陽能電池分別實現了25.28%和24.42%的光電轉換效率。該類電池還表現出優異的機械穩定性和熱循環耐久性。在0.02 MPa、100 mW/cm²光照條件下，PIF器件的效率衰減率降低約一個數量級。通過進一步引入ITO頂電極和外部封裝，器件在1140小時內僅以0.009%/h的極低速率衰減。
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsenergylett.5c02583#
均勻化空穴選擇接觸實現厘米級柔性鈣鈦礦/CIGS疊層電池
本研究提出了一種空間位阻策略，將平面哢唑核轉化為三維π共軛骨架。該分子重構有效抑製了分子間π-π堆積，實現了均勻的選擇性接觸層和高質量的鈣鈦礦薄膜。將該策略應用於柔性單片鈣鈦礦/CIGS疊層器件，實現了0.091 cm²器件26.2%（認證25.5%）和厘米級器件25.3%（認證24.3%）的穩定效率，均為目前柔性兩端疊層電池中認證效率的領先水平。器件還展現出優異的機械穩定性，在10毫米彎曲半徑下經曆10,000次彎曲後仍保持初始效率，凸顯了分子級界面工程在實現高效、穩定、可擴展柔性光伏方面的潛力。
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz2781
聚合物模板原位生長厘米級鈣鈦礦納米晶陣列：超小像素尺寸與高穩定性
本研究提出一種聚合物模板原位生長策略，用於製備具有超小像素尺寸和優異環境穩定性的厘米級鈣鈦礦納米晶陣列。該方法通過納米壓印軟光刻技術製備交聯聚合物陣列，隨後在聚合物納米域內實現鈣鈦礦納米晶的選擇性成核與生長。所獲得的納米晶陣列像素分辨率高達59,325 ppi。通過調控聚合物納米柱的尺寸，像素尺寸可在167.8至64.5 nm之間精確調節，突破了目前報道的像素尺寸極限。此外，該納米陣列表現出卓越的穩定性：在水中浸泡超過1000小時後仍保持91.8%的初始光緻發光強度；在30–100°C之間進行10次熱循環後保留86%的初始發光強度；在6.5小時紫外光照射後幾乎保持100%的初始發光強度。最後，我們展示了該鈣鈦礦納米晶陣列作為X射線成像閃爍體的應用。本研究為可擴展製備高性能鈣鈦礦納米晶陣列提供了一種簡單有效的策略，具有廣闊的光電應用前景。
https://doi.org/10.1002/anie.202513138
鹵素混合對寬帶隙有機-無機鹵化物鈣鈦礦結晶動力學和電荷轉移機製的作用
本研究通過系統的原位掠入射廣角X射線散射和光緻發光多模態實驗，探索了溴/碘鹵素陰離子對富溴寬帶隙鈣鈦礦結晶動力學的影響。我們發現，MAPbI₃₋ₓBrₓ 鈣鈦礦薄膜存在兩種本質上不同的結晶動力學過程：一種是中間溶劑複合相輔助生長（富碘），另一種是自上而下的垂直取向生長（富溴）。後者與高度垂直取向的鈣鈦礦薄膜相關，但伴隨著因溶解-再結晶過程及鹵素均質化導緻的缺陷形成。因此，富溴薄膜雖然表現出增強的電荷載流子傳輸，但同時也受到非輻射電荷複合的困擾。為實現寬帶隙鈣鈦礦的潛力最大化，必須在優化取向與抑製非複合中心之間取得平衡。
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee05540g
50 cm²的全印刷碳電極鈣鈦礦模組，蒸汽輔助表面處理實現高穩定性全印刷碳電極鈣鈦礦太陽能模塊
本研究開發了一種基於小分子量、低沸點分子的可擴展蒸汽後處理工藝，有效減少了非輻射複合並促進了電荷提取。我們製備了活性面積約50 cm²的全印刷碳電極鈣鈦礦模塊，實現了20.41%（認證19.26%） 的效率。該策略顯著提升了模塊穩定性，在65°C、1個太陽光照下進行1020小時最大功率點追蹤後效率幾乎無衰減。未封裝的碳電極模塊在85°C/85%相對濕度的濕熱測試中2280小時後仍保持84%以上初始效率。我們相信該處理策略將推動碳電極鈣鈦礦模塊向商業化規模化發展。
https://doi.org/10.1038/s41566-025-01790-2
小分子調控給體-受體異質界面的短程遷移率提升有機太陽能電池效率
本文通過光物理分析發現，選用極化率較低的小分子填充這些界面，可在保持激子離域的同時，增強短程遷移率，從而抑製亞納秒雙分子複合損失。通過簡單氟化B1分子，我們設計出一系列B1衍生物SMDs，實現了效率接近20%的OSCs，為高效率OSCs的設計提供了新思路。
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee05342k
分子馬達摻雜膽甾相液晶實現鈣鈦礦放大自發輻射的手性反轉
本文利用光響應分子馬達摻雜膽甾相液晶材料的動態調諧能力，以及具有優異光增益特性的鈣鈦礦多晶材料，協同開發了原位調控發光旋性的集成化圓偏振發光器件。結果顯示，得益於光響應膽甾相液晶可靠的選擇性反射能力和動態調諧特性，在弱紫外光刺激下，器件出射圓偏振不對稱因子（glum）為-1.38的右旋圓偏振放大自發輻射（CP-ASE）；而在強紫外光刺激下，器件則發生旋性反轉，出射glum為+1.22的左旋CP-ASE。並且可通過不同強度的紫外光刺激，實現glum從-1.38至+1.22的連續可調，實現從右旋→無旋性→左旋的按需切換。由於器件采用疊層處理，因此僅需更換鈣鈦礦鹵素組分，同時匹配液晶材料的光子帶隙，該圓偏振光子平台具備多波長發射、旋性按需調控的能力，為集成光子學、偏振光學提供了重要的研究參考。
ttps://doi.org/10.1021/acsenergylett.5c03023
空氣製備效率超25.7%！雙胍陽離子功能化策略實現高效穩定n-i-p鈣鈦礦電池
本文通過三氟甲氧基功能化雙胍陽離子策略，實現了對電子選擇層與埋底界面的同步穩定。將多位點1-[4-(三氟甲氧基)苯基]雙胍鹽酸鹽預嵌入SnO₂納米顆粒中，利用三氟甲氧基與雙胍陽離子的協同作用，在埋底界面形成豐富的化學鍵，構建了電子選擇層與鈣鈦礦層之間的化學橋接，從而降低界面缺陷、促進鈣鈦礦結晶並優化能帶對齊。得益於顯著抑製的界面非輻射複合，TOPBCI修飾的器件實現了25.79%的優異光電轉換效率，是空氣製備鈣鈦礦電池中報道的最高效率之一。由於電子選擇層與埋底界面壽命的增強，未封裝的TOPBCI調控器件表現出卓越的運行穩定性，在40±5°C下連續最大功率點跟蹤927小時後仍保持初始效率的90.04%。本研究提出了一種通過雙胍陽離子功能化同步穩定電子選擇層與界面的策略，為實現高性能空氣製備鈣鈦礦電池提供了可行路徑。
https://doi.org/10.1002/adma.202518388
原料級創新！次磷酸甲脒錨定策略實現寬帶隙鈣鈦礦效率突破23.26%
本研究在關鍵原料甲脒碘合成過程中同步合成了一種新型配合物——次磷酸甲脒，發現其可促進鈣鈦礦結晶。微量FAHP可與鈣鈦礦前驅液中的Pb²⁺配位，形成的配合物在退火過程中分解，延緩結晶速率，從而獲得高結晶度、低缺陷的寬帶隙鈣鈦礦薄膜。相應冠軍器件實現了23.26%的效率和1.26 V的開路電壓。未封裝器件在空氣中儲存1400小時後仍保持80%以上的初始效率。
https://doi.org/10.1002/adfm.202519461
熵驅動策略穩定倒置太陽能電池中的光活性鹵化物鈣鈦礦
本文提出了一種基於甲脒離子（FA⁺）的高構型熵策略，通過引入2-氨基-1,3,4-噻二唑（2NTD）製備光活性相穩定的鹵化物鈣鈦礦。2NTD在平衡與[PbI₆]⁺八面體框架相互作用的同時，增強了FA⁺的旋轉自由度。這種協同效應增強了FA⁺的各向異性並提高了構型熵。此外，2NTD有效抑製了I₂/I₃⁻物種的形成，鈍化了相關陷阱態，從而減少了由有害碘物種引起的鈣鈦礦薄膜自降解行為。這一改進顯著提升了鈣鈦礦在富碘環境下的結晶性和相穩定性。最終，0.09 cm²倒置PSC實現了26.63%（認證26.40%）的效率，1 cm²器件效率為25.34%，12.96 cm²迷你組件效率達23.08%。目標器件還表現出69 mV的最小非輻射電壓損失和優異的長期操作穩定性。
https://doi.org/10.1038/s41467-025-64728-w
碳基鈣鈦礦電池效率突破23.6%！氧化石墨烯無氧摻雜策略實現高效穩定界面
本研究提出使用羧基功能化氧化石墨烯作為Spiro-OMeTAD的摻雜劑，實現了無需氧氣激活的p型摻雜，促進了界面電荷轉移並固定了鋰離子，從而同時提升了器件性能與穩定性。通過GO-COOH與Spiro-OMeTAD之間的電子轉移，形成具有離域電子的π–π共軛界面，同時Li–C鍵的形成有效抑製了鋰離子遷移。最終，C-PSCs實現了23.6%的冠軍效率，並在連續光照1000小時後仍保持98.7%的初始性能，使碳基器件性能逼近金屬電極水平。
https://doi.org/10.1038/s41560-025-01893-8
通過非線性光響應切換在單片鈣鈦礦器件中實現光驅動可重構邏輯
本文報道了一種基於無偏壓、單層鈣鈦礦器件的多功能光電子邏輯門，其表現出光強依賴的極性切換特性。通過將聚賴氨酸引入MAPbI₃，實現了陷阱態調控以調製非線性響應。非對稱雙光門架構通過調節入射光位置實現空間可控的電荷傳輸。該結構使得所有八種基本邏輯門功能（包括XOR和XNOR）可在單一材料和器件中實現。此外，該器件可獨立處理雙通道、幅度輸入和時序調製輸入。它並非通過像素級成像執行邏輯運算，而是通過向器件施加基於場景的概念調製圖，輸出由實驗記錄的光電壓響應得出。這些研究成果為緊湊、節能的光驅動邏輯系統建立了有前景的平台，潛在應用於Li-Fi通信和終端人工智能。
https://doi.org/10.1002/adma.202509566
27.2%效率+超強穩，草酸鹽“鎖氯”策略打破鈣鈦礦效率天花板
本研究發現在使用常用添加劑甲基氯化銨（MACl）的甲脒鉛碘薄膜中，氯元素存在明顯的貫穿薄膜的不均勻分布。引入堿金屬草酸鹽可有效均勻化氯分布。這些化合物在熱處理過程中分解，釋放出的堿金屬陽離子選擇性結合氯離子，顯著抑製了表面缺陷並消除了界面勢壘。最終實現了認證穩態效率27.2%（器件面積/測量掩膜面積：0.108 cm²/0.074 cm²）的鈣鈦礦太陽能電池，並在1 Sun持續最大功率點跟蹤（MPPT）1529小時後仍保持初始效率的86.3%。此外，未鈍化器件在85°C、1 Sun光照下MPPT運行1000小時後，仍保持82.8%的初始效率。
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adw8780
通過協同陽離子-陰離子調控構建穩健界面，實現高效穩定的反式鈣鈦礦太陽能電池
本文通過協同陽離子-陰離子調控構建穩健界面，實現高效穩定的反式鈣鈦礦太陽能電池的研究成果，本研究提出並通過實驗驗證，一種能夠同時錨定陽離子和陰離子缺陷位點的界面修飾劑可以鈍化未配位離子缺陷位點並同步固定相鄰的反離子。以4,5-二氰基咪唑（DCI）分子為例，DCI修飾的鈣鈦礦太陽能電池能夠有效抑製離子遷移，阻止相分離，並使鈣鈦礦層中的應力狀態由拉伸應力明顯轉變為壓縮應力，最終優化後的鈣鈦礦太陽能電池獲得了高達26.10%（認證值為25.53%）的優異光電轉換效率。同時，未封裝的器件在最大功率點跟蹤下運行1600小時後仍保持了初始效率的95%以上，在經過12個12小時光照和12小時黑暗循環測試後幾乎沒有性能衰減，並且在85 ℃的氮氣氣氛中運行2000小時後仍保持了初始效率的98.2%。
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee04111b
利用晶粒空間隔離解耦鈣鈦礦太陽能電池中的光緻晶格演化
本研究開發了一種原位聚合策略，利用單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鹽（AMPS），在鈣鈦礦薄膜退火過程中聚合形成一種柔軟的交聯聚合物（P-AMPS）。該聚合物作為晶界間隔層，實現了鈣鈦礦晶粒之間的物理空間隔離。這種結構有效地緩解了光緻晶格膨脹和應力/應變積累，同時抑製了離子遷移和應變誘導缺陷的演化。系統的實驗和理論研究表明，P-AMPS提高了薄膜質量和晶格完整性，並顯著改善了鈣鈦礦薄膜的光機械穩定性。采用該方法製備的無甲胺鈣鈦礦太陽能電池實現了25.78%的功率轉換效率。遵循ISOS-L-1協議，基於P-AMPS的器件在連續光照1500小時後仍保持了其初始最大功率點效率的83.52%。這種基於原位聚合的晶粒空間隔離策略為鈣鈦礦太陽能電池的商業化提供了一種新的設計思路。
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202511062
利用COF均質化自組裝單分子層用於反式鈣鈦礦太陽能電池
本文提出了一種合理的SAM均質化策略，即通過共組裝將兩種定製設計的共價有機框架（COFs）——PT-COF和Zn-PT-COF——引入MeO-4PACz SAMs中。這些COFs具有剛性卟啉核心以增強電荷傳輸，並具有柔性親水側鏈以改善基底潤濕性。COF的引入通過π-π相互作用和氫鍵有效地破壞了MeO-4PACz的聚集，從而形成均勻、導電且錨定良好的自組裝單分子層。因此，改性後的SAMs促進了鈣鈦礦的結晶，減少了界面缺陷，並提高了電荷提取效率。采用Zn-PT-COF改性SAMs的器件展現出高達26.39%（經認證為26.12%）的功率轉換效率，且遲滯效應可忽略不計，運行穩定性極佳，連續運行1000小時後仍能保持初始效率的95%。本研究提供了一種克服MeO-4PACz固有局限性的分子級策略，為高效穩定的鈣鈦礦太陽能電池的製備提供了途徑。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202519875
