【钙钛矿太阳能电池】 研究进展合集!(2026.3.10-2026.3.16)

概述：苏州大学张晓宏教授、杨新波教授等人在《Nature Energy》上发表研究文章。传统隧道氧化层钝化接触（TOPCon）太阳能电池的功率转换效率（PCE）主要受限于接触区和非接触区的正面复合损失。该团队展示了一种全尺寸双面TOPCon太阳能电池，该电池采用图案化的正面n型TOPCon指状结构和全面积背面p型TOPCon发射极，经认证的PCE高达26.34%。该器件具有优异的湿热稳定性，且光致退化和光热联合退化均可忽略不计。这些性能提升得益于对正面n型TOPCon和背面双层p型TOPCon接触的优化设计，而这又通过控制多晶硅的结晶度、掺杂浓度、隧道氧化层特性以及优化银浆配方得以实现。将这种高性能双面TOPCon底电池与宽带隙钙钛矿顶电池集成，可得到单片钙钛矿/TOPCon串联电池，其经认证的PCE为32.73%，开路电压为1.961V。该项工作为实现更高效率的TOPCon和钙钛矿/TOPCon串联光伏器件提供了一条可扩展且与产业兼容的途径。

原文：

https://www.nature.com/articles/s41560-026-02007-8?

概述：大连理工大学史彦涛教授与刘国震副教授等人在《Energy & Environmental Science》上发表研究文章。自组装单分子层（SAMs）对于高效倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）和组件（PSMs）至关重要，但其在磁控溅射NiO_x衬底上的稳定性和均匀性受到羟基化程度低和单/双齿配位不稳定的限制，导致大面积加工过程中界面降解。传统的羟基化策略存在物理吸附基团不稳定或环境污染等问题，阻碍了PSM的规模化生产。该团队提出了一种绿色、精确且可扩展的激光诱导羟基化策略来克服这些挑战。高能激光辐照通过光热效应精确去除NiO_x薄膜表面的晶格氧，并诱导产生大量的氧空位。随后的空气退火激活这些氧空位，促进水解离，从而构建富含羟基且具有少量欠配位镍位点的NiO_x表面。该表面可通过直接配位键实现自组装单分子层（SAM）的锚定，从而形成稳定的三齿配位结构。因此，致密且稳定的SAM覆盖层增强了界面电子耦合，抑制了非辐射复合，并促进了有序钙钛矿结晶。所得大面积PSM（65cm²）的效率达到22.70%（经认证为22.01%），这是迄今为止报道的大面积PSM（50-200cm²）中最高的效率之一。未封装的PSM在氮气气氛（ISOS-D-2）中85℃老化1500小时后，仍能保持91%以上的初始PCE。该策略为制备稳定、高性能的钙钛矿光伏器件提供了一条可扩展的途径。

原文：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2026/ee/d6ee00740f

概述：德国德累斯顿工业大学Yana Vaynzof教授研究团队在《Energy & Environmental Science 》上发表研究文章。界面改性是提高钙钛矿光伏器件性能的关键策略。然而，通常情况下，通过对钙钛矿活性层进行表面处理来提升器件性能主要归因于缺陷钝化。同时，此类处理也可能导致钙钛矿活性层表面形成偶极子。该团队研究表明，改变CsPbI₃钙钛矿表面化学计量比的处理方法可以有效钝化缺陷，同时形成方向相反的表面偶极子，这些偶极子能够将CsPbI₃的功函数调节超过2eV。这些偶极子会影响器件的内建电势和CsPbI₃太阳能电池的界面电荷转移效率，从而使功率转换效率从低于10%提高到约20%，具体数值取决于表面偶极子的大小。表面化学计量比对器件稳定性也有显著影响，初始性能优异的器件更容易出现快速衰减。这些结果表明，表面偶极子的形成对CsPbI₃太阳能电池的性能和稳定性起着至关重要的作用，因此器件结构的选择尤为重要。

原文：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2026/ee/d5ee07787g

概述：中国科学院宁波材料技术与工程研究所葛子义研究员、宋伟副研究员、南方科技大学丘龙斌副教授与扬州大学常雪晴老师等人在《Advanced Materials》上发表研究文章。钙钛矿太阳能电池（PSCs）的长期不稳定性主要受缺陷介导的离子迁移影响，这严重阻碍了其商业化进程。该团队提出了一种协同双动态支架（DDS）策略，该策略通过在钙钛矿前驱体内部进行正交的Diels-Alder反应和肟-氨基甲酸酯反应原位构建而成。这种精心设计的网络结构可作为异相成核的分子模板，引导形成致密、大晶粒且取向良好的薄膜。同时，DDS在晶界处形成互穿的共价网络，通过路易斯碱配位和氢键作用实现多模式钝化，诱导产生温和的压缩应变，并形成一道强大的物理化学屏障，有效阻止离子和水分的渗入。这些协同作用能够有效减少界面损失，降低能量无序度，并抑制陷阱辅助复合。值得注意的是，共价锚定网络赋予了器件在热应力、环境应力和电应力下卓越的运行稳定性。因此，这种集成策略实现了高达26.95%（认证值为26.69%）的功率转换效率（PCE），并具有优异的长期稳定性，在ISOS-L-2I协议下连续运行1000小时后仍能保持初始效率的97.8%，凸显了原位双动态共价键合技术在高性能、高运行稳定性光伏器件领域的巨大潜力。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.72823

概述：四川大学赵德威研究员、苏州大学王长擂教授与宁波大学张京教授等人在《Advanced Materials》上发表研究文章。全钙钛矿串联太阳能电池（TSCs）有望突破单结器件的肖克利-奎伊瑟极限，但其发展受到低带隙锡铅（Sn-Pb）钙钛矿底电池效率和稳定性不足的制约。Sn-Pb钙钛矿固有的晶界（GB）具有不利的p型能级和向上弯曲的能带，这促进了非辐射复合，并为离子迁移引起的器件退化提供了途径。在此，该团队利用4-(三氟甲基)苯甲酰肼（FBH）对Sn-Pb钙钛矿的晶界进行偶极子调控，有效地调节了整个薄膜的晶界能级分布。偶极子效应反转了顶面晶界的能级，使能带向下弯曲，从而促进了晶界处的有效电荷分离。同时，FBH处理通过调控晶粒生长、钝化缺陷和固定FA⁺/ I⁻离子，提高了钙钛矿薄膜的质量。因此，优化后的Sn-Pb钙钛矿太阳能电池实现了23.25%的高效率，并具有出色的运行稳定性，即在85℃热应力下运行400小时后仍能保持初始效率的80%以上，在手套箱中运行1872小时后仍能保持初始效率的90%。全钙钛矿TSCs的效率为29.67%，并在约1000小时的最大功率点跟踪后仍能保持初始效率的90%。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.72755

概述：中国科学技术大学徐集贤教授研究团队在《Advanced Materials》上发表研究文章。宽带隙（WBG）钙钛矿太阳能电池（PSCs）是硅/钙钛矿叠层结构的关键组成部分，但其性能受到埋底界面无序、体缺陷和离子迁移引起的性能退化的制约，这些挑战在织构化硅衬底上会进一步加剧。该团队了一种协同的界面-体调控策略，即将氰基乙酸（CA）同时引入自组装单分子层（SAM）和钙钛矿前驱体中。在埋底界面处，CA锚定于衬底并与SAM相互作用，形成分子桥，从而抑制SAM聚集并使界面能级均匀化。在钙钛矿内部，CA与配位不足的Pb²⁺配位并稳定卤化物，从而形成陷阱密度降低的均匀薄膜。这些增强作用强化了界面并抑制了离子迁移，使反向偏置击穿电压几乎翻倍。纹理化的硅/钙钛矿界面在硅金字塔上展现出增强且更平衡的界面电场。优化后的1.66eV钙钛矿太阳能电池实现了24.43%的稳态功率转换效率（PCE），而将其集成到纹理化硅串联器件中，则获得了32.43%的最高PCE，并在1000小时后保持了93%的效率。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.72738

概述：郑州大学李鹏伟研究员与中国科学院化学研究所宋延林研究员等人在《Advanced Materials》上发表研究文章。准二维钙钛矿太阳能电池（PSCs）由于其疏水间隔层而具有固有的增强环境稳定性，但相关的未配位位点和离子空位会成为严重的非辐射复合中心，限制了效率的进一步提升。该团队引入乙酸酐（Ac₂O）作为准二维交替阳离子层间（ACI）钙钛矿的多功能添加剂。光谱分析和密度泛函理论计算表明，Ac₂O中的羰基能够同时与配位不足的Pb²⁺离子形成配位，并与胍阳离子（GA⁺）形成氢键。这种协同作用减缓了结晶过程，从而获得了结晶度更高、晶粒尺寸更大、缺陷态密度显著降低的薄膜。同时，Ac₂O诱导的钝化作用使费米能级上移，增强了内建电场，从而促进了电荷的分离和提取。因此，优化后的准二维钙钛矿太阳能电池实现了22.76%的最高功率转换效率（认证值为21.69%），创下了已报道准二维钙钛矿太阳能电池的最高纪录。封装后的器件在连续2000小时最大功率点运行后仍能保持初始效率的96%，这凸显了这种简单的添加剂策略在同时提升准二维钙钛矿光伏器件的效率和运行稳定性方面的有效性。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.72756

概述：华东大学张青红教授与上海工程大学芮一川副教授等人在《Advanced Materials》上发表研究文章。基于FAPbI₃的钙钛矿太阳能电池（PSCs）比基于MAPbI₃的同类电池效率更高，但其在空气中的制备仍面临更严峻的稳定性和可重复性挑战。根本问题在于残留的吸湿性DMSO会吸收水分，从而破坏钙钛矿的结晶；此外，FAI与PbI₂之间过快的反应会导致转化不完全和PbI₂残留。该团队在PbI₂前驱体溶液中引入了噻唑酮添加剂。该添加剂与PbI₂相互作用，显著减少PbI₂·xDMSO复合物的生成，并形成有利于后续有机铵盐渗透的介孔薄膜；同时，它还与FAI相互作用，减缓与PbI₂的反应速率。这种多功能添加剂能够改善结晶，大幅减少PbI₂残留，并有效钝化钙钛矿薄膜中的缺陷。因此，优化后的基于FAPbI₃的钙钛矿太阳能电池实现了26.52%的最高功率转换效率（PCE），这是迄今为止报道的空气处理纳米压片法制备的钙钛矿太阳能电池的最高值。即使在高湿度环境（70% RH）下制备，这些太阳能电池仍能保持23.24%的高PCE。未封装的器件在空气中（30-40% RH）放置180天后，仍能保持初始PCE的92%。该策略为在环境湿度下制备高效且储存稳定的钙钛矿太阳能电池提供了一条有前景的途径。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202523630

概述：厦门大学张金宝教授、唐卫华教授、杨丽助理教授等人在《Advanced Energy Materials》上发表研究文章。高性能倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）的关键在于高质量的界面和高效的体缺陷钝化。然而，如何通过功能性分子修饰剂同时优化电荷提取和晶格稳定性仍然是该领域面临的一项持续挑战。在此，该团队展示了一种利用三齿膦酸分子调控钙钛矿吸收层和空穴传输层共沉积动力学的多齿分子锚定策略。三齿膦酸基团能够牢固地多齿化学吸附在玻璃基板上，形成具有面朝上的π堆积取向的界面，从而促进最佳能带排列并抑制界面电荷复合。同时，这些分子优先聚集在钙钛矿晶界，并对配位不足的Pb²⁺缺陷进行配位钝化。这种双功能设计构建了一个相干的电荷传输网络，能够协同增强界面空穴提取，同时抑制离子迁移和体缺陷的形成。由此制备的钙钛矿太阳能电池（PSCs）经认证的功率转换效率为26.35%，并具有卓越的运行稳定性：在85℃下进行1000小时的热稳定性测试后，仍能保持初始性能的82%；在1000小时的最大功率点跟踪测试后，仍能保持初始性能的86%。该项工作为分子介导的界面稳定提供了重要的见解，并为光电器件功能分子的合理设计提供了一个通用框架。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.70806

概述：韩国忠南大学Seulki Song副教授与韩国化学技术所Nam Joong Jeon研究员等人在《Advanced Energy Materials》上发表研究文章。有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池（PSCs）具有优异的光电性能和低成本的制备工艺。然而，由于吸湿性Li-TFSI和高挥发性tBP掺杂剂导致的spiro-OMeTAD的不稳定性及缓慢氧化，限制了其商业化应用。本该团队引入两种市售吡啶衍生物，4-(二甲氨基)吡啶（DMAP）和4-(三氟甲基)吡啶（TFMP），以调控Li⁺–TFSI^–环境，从而改善spiro-OMeTAD的掺杂性能。光谱分析表明，DMAP与Li⁺具有强相互作用，但与TFSI^–的相互作用可忽略不计，从而抑制Li⁺–TFSI–的解离并阻碍氧化。相反，吸电子基团TFMP通过与TFSI^–的静电相互作用促进离子对解离，增加了高效掺杂所需的游离TFSI^–的可用性。因此，经TFMP处理的spiro-OMeTAD表现出更高的电导率和更优化的功函数，并且TFMP还通过与Pb²⁺的相互作用促进钙钛矿的钝化。因此，采用TFMP的钙钛矿太阳能电池实现了25.92%的最高功率转换效率，并展现出显著提升的运行稳定性。值得注意的是，在1个太阳光照强度下进行连续最大功率点跟踪（MPPT）测试后，经TFMP处理的器件在1000小时后仍保持了初始效率的91%以上。这些结果表明，与对照器件相比，TFMP不仅能有效调控掺杂剂并加速掺杂过程，还能显著提高器件的长期稳定性和热稳定性。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202506760

概述：瑞士洛桑联邦理工学院Mohammad Khaja Nazeeruddin教授、Ming-Chou Chen教授与台湾中央大学Ming-Chou Chen教授等人在《Advanced Energy Materials》上发表研究文章。四苯乙烯（TPE）是一种经典的结构单元，因其结构多样性而被广泛应用于光电器件材料中。然而，当用于钙钛矿太阳能电池时，这些基于TPE的层表现出欠佳的界面相容性，导致电荷载流子提取效率低下和器件稳定性降低。为了解决这些问题，该团队在TPE结构中引入了疏水性的氟化苯基，作为电子传输界面材料，例如1,1,2,2-四(2′,3′,4′,5′,6′-五氟-[1,1′-联苯]-4-基)乙烯（TFP-TPE，1）和1,1,2,2-四(3′,5′-双(三氟甲基)-[1,1′-联苯]-4-基)乙烯（TFMP-TPE，2）。X射线衍射研究表明，TPE分子1和2均发生了显著的扭曲。这些氟化材料能有效抑制分子聚集，增强表面润湿性，并与钙钛矿前驱体形成牢固的键合。因此，它们能够降低钙钛矿的结晶速率，改善界面质量，并增强电荷载流子的收集。稳态和时间分辨光致发光测量表明，在以全氟苯基取代的TPE 1作为中间层的钙钛矿太阳能电池（PSCs）中，电子提取和传输性能得到提升。采用TPE1的PSCs效率高达25.29%，创下新的纪录。据我们所知，这是目前在PSCs中使用界面材料所达到的最高效率之一。此外，采用TPE1的未封装器件在潮湿和高温条件下表现出优异的稳定性。这项工作突出了一种高效且经济可行的策略，用于推进有机界面材料在PSCs中的应用。其中，TFP-TPE比TFMP-TPE具有更强的疏水性，这在提高效率和稳定性方面起着至关重要的作用。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202506423

概述：武汉理工大学卜童乐研究员、电子科技大学白赛教授与武汉工程大学高建宏副教授等人在《InfoMat》上发表研究文章。轻质柔性钙钛矿/有机串联太阳能电池（TSCs）在可穿戴电子产品、农业光伏、楼宇集成光伏、汽车集成光伏以及其他新兴应用领域具有巨大的应用潜力。然而，为了达到与近红外有机吸收体相匹配的电流密度，通常需要使用宽带隙（WBG，>1.80eV）钙钛矿，但这类钙钛矿存在成分复杂、缺陷难以控制以及非辐射复合严重等问题。该团队提出了一种合理设计的协同离子添加剂——(R)-(+)-四氢-3-呋喃胺对甲苯磺酸盐，其中阳离子和阴离子均经过精心设计，以实现互补的缺陷钝化效果。具体而言，对甲苯磺酸根阴离子和(R)-(+)-四氢-3-呋喃胺阳离子能够与多种缺陷形成静电相互作用，而它们的官能团则可通过强相互作用进一步增强钝化效果。相应的表征进一步表明，这种协同缺陷调控策略能够实现宽禁带钙钛矿薄膜中缺陷的全面钝化、残余应力的释放以及机械强度的增强。因此，制备的柔性基底上的宽禁带钙钛矿太阳能电池和钙钛矿/有机复合材料太阳能电池分别实现了18.13%和22.44%的功率转换效率，并具有优异的机械弯曲稳定性。

原文：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/inf2.70132

概述：中国科学院长春应用化学研究所秦川江研究员与战宏梅副研究员等人在《Science Bulletin》上发表研究文章。开发化学修饰的空穴传输自组装单分子层（SAMs）对于高性能倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）至关重要。然而，同时实现衬底覆盖、界面稳定性和能级匹配仍然是一个挑战。该团队基于“相似相溶”原理和钙钛矿前驱体的两亲性，报道了一种氟化两亲性SAM材料，即(2-(4-(双(3-氟-4-甲氧基苯基)氨基)苯基)-1-氰基乙烯基)膦酸（MPA-CPA-F）。该分子通过刚性π共轭乙烯基桥将疏水性给电子的氟/甲氧基取代的三苯胺核心与亲水性的氰基膦酸锚定基团连接起来。这种氟化两亲性设计通过确保对衬底的牢固锚定和对钙钛矿前驱体的超润湿性，促进了高质量钙钛矿的沉积。值得注意的是，MPA-CPA-F能够与未配位的Pb²⁺配位，并与有机阳离子形成氢键，有效钝化界面缺陷；同时，其较大的偶极矩优化了能级排列。这些协同效应显著抑制了非辐射复合，加速了空穴提取，从而实现了高达25.88%的功率转换效率（PCE），并展现出优异的湿度和热稳定性。这项工作提出了一种多功能设计策略，以克服传统自组装单分子层（SAMs）的固有局限性。

原文：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2095927326002550