【钙钛矿太阳能电池】 研究进展合集!(2026.3.17-2026.3.23)

概述：华侨大学章兰教授与吴季怀教授等人在《Nano-Micro Letters》上发表研究文章。倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）效率和稳定性的提升主要受限于钙钛矿活性层/载流子传输层界面处的载流子和能量损失。该团队将一种偶极分子——4-氨基环己酮盐酸盐（ACHCl）引入到具有p-i-n结构PSCs的钙钛矿薄膜表面。这种表面改性巧妙地利用钙钛矿薄膜的表面缺陷来锚定偶极分子，从而诱导表面极化，不仅有效减少了界面缺陷，还优化了界面间的能级排列。具体而言，ACHCl上的羰基和氯离子分别锚定在未配位的铅离子缺陷上，并填充钙钛矿表面的卤素空位，有效降低了陷阱态密度，从而减少了钙钛矿层/空穴传输层界面处由缺陷辅助复合引起的载流子损失。同时，ACHCl的锚定作用促进了相对有序的阳离子-偶极层形成并诱导表面极化，从而实现了更有利的能级排列和增强的载流子提取，最终降低了界面能量损失。因此，界面损失的有效降低使得ACHCl修饰的器件实现了26.12%的功率转换效率和更高的稳定性。

原文：

https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-026-02150-7

概述：大连理工大学于泽教授、香港城市大学Hin-Lap Yi教授与复旦大学杨迎国研究员等人在《Nano-Micro Letters》上发表研究文章。构建二维/三维钙钛矿异质结是提高钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能和稳定性的有效方法，但二维钙钛矿中的量子阱会阻碍载流子传输，引入π共轭半导体配体可以增强二维钙钛矿的载流子传输能力。该团队通过π共轭扩展，设计了两种基于三苯胺（TPA）的配体，分别与稠合（N-TPEAI）或共价连接（P-TPEAI）的苯环相连。首次将TPA半导体配体引入到以聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]（PTAA）为空穴传输材料（HTMs）的二维/三维PSCs中。实验和计算分析相结合表明，这种π共轭扩展策略能够有效增强二维钙钛矿中相邻间隔阳离子之间以及钙钛矿/PTAA界面处的分子间相互作用，尤其是在P-TPEAI的情况下。最终，采用P-TPEAI的二维/三维钙钛矿太阳能电池（PSCs）实现了26.13%的优异效率，这是目前报道的采用PTAA空穴传输材料（HTM）的二维/三维PSCs的最高效率。此外，得益于二维钙钛矿和PTAA的稳定性，相应的器件还表现出优异的光热稳定性，符合ISOS-L-2标准。这些发现为未来设计有机间隔层以开发高效、稳定的PSCs及相关光电器件提供了重要的指导。

原文：

https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-026-02145-4

概述：新加坡国立大学侯毅教授研究团队在《Energy & Environmental Science》上发表研究文章。宽带隙钙钛矿是实现高效钙钛矿串联太阳能电池的关键材料，但其实际应用仍受到离子迁移和卤化物相分离等稳定性挑战的限制。该团队研究证明，在热蒸发过程中引入约1%的PbCl₂作为气相添加剂，可以有效稳定宽带隙钙钛矿器件。详细的表征结果表明，氯离子和甲脒阳离子之间存在强烈的化学相互作用，从而提高了结晶度和光致发光量子产率。氯掺杂的宽带隙钙钛矿薄膜表现出卤化物相分离受到抑制，离子损失减少。因此，在连续最大功率点跟踪（MPPT）条件下，1.75eV单结钙钛矿电池的T₈₀寿命达到了1639小时，同时效率和开路电压也得到了提升。当与有机子电池（PCE-10:P2EH-2V）集成时，所得钙钛矿-有机串联太阳能电池的功率转换效率达到24.86%，最大T80达到1979 小时，超过了之前报道的所有钙钛矿-有机和钙钛矿-钙钛矿串联器件的稳定性。

原文：

https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2026/EE/D5EE04477D

概述：中国科学院化学研究所王吉政研究员、于贵研究员、北京科技大学王丽萍教授等人在《Advanced Materials》上发表研究文章。自组装单分子层（SAMs）已成为倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）中极具潜力的空穴传输层，但其实际应用受到分子聚集、表面覆盖不完善以及与钙钛矿层界面相互作用弱等问题的制约。这些问题会导致显著的界面能量损失，从而限制了功率转换效率（PCE）和器件稳定性的进一步提升。该团队提出了一种合理的位点特异性卤化策略，通过晶格匹配的双位点钝化增强SAM与钙钛矿的相互作用。该团队以(4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)丁基)膦酸（Ph-4PACz）为具有固有优异分散性的扭曲咔唑基骨架，通过在苯环外围的特定位置选择性地引入氯原子，合成了三种二氯代位置异构体（邻位氯-Ph-4PACz、间位氯-Ph-4PACz和对位氯-Ph-4PACz）。这种结构调控能够调节分子偶极矩和空间构型，有效抑制分子聚集，并促进其与钙钛矿晶格中相邻的Pb²⁺缺陷位点形成强配位。其中，p-Cl-Ph-4PACz展现出理想的空间匹配性，实现了稳定的双位点配位、更高的结晶度、更低的界面缺陷以及更低的非辐射复合。因此，基于p-Cl-Ph-4PACz的倒置钙钛矿太阳能电池实现了26.58%的光电转换效率（认证值为26.13%），并表现出优异的运行稳定性，在ISOS-L-2测试条件下连续光照1000小时后仍能保持初始效率的95.9%。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202523249

概述：西北工业大学涂用广副教授、北京大学朱瑞研究员与吴疆副研究员等人在《Advanced Materials》上发表研究文章。柔性钙钛矿太阳能电池（F-PSCs）在构建便携式能源系统方面具有广阔的应用前景。然而，F-PSCs的效率和稳定性仍远逊于刚性钙钛矿太阳能电池。效率差距主要源于柔性衬底的高粗糙度，这会加剧传输界面内的空间异质性，从而降低载流子传输效率。此外，动态应力还会导致F-PSCs出现裂纹和界面分层，进而造成严重的机械稳定性问题。该团队采用分子表面自聚集策略，通过在钙钛矿前驱体溶液中添加卤代吩噻嗪类分子（Br-4PAPT）来提高自组装单分子层（SAMs）的空间均匀性。Br-4PAPT会扩散到钙钛矿薄膜的底部界面，填充钙钛矿结晶过程中下方SAMs中的空位。这种增强的均匀性使得针状结构的超薄（9µm）F-PSCs在1cm²的活性面积上实现了22.02%的创纪录效率，在0.1cm²的活性面积上实现了24.47%的创纪录效率。此外，超薄大面积F-PSCs的功率重量比达到了12.7W/g。该策略还降低了钙钛矿薄膜底部界面的杨氏模量。结合机械中性面设计，超薄小面积F-PSCs在2mm的弯曲半径下经过10000次弯曲循环后仍保持了91.81%的效率。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.72859

概述：中国科学院大连化学物理研究所刘生忠研究员、杨栋研究员、浙江大学王凯研究员等人在《Advanced Functional Materials》上发表研究文章。钙钛矿-有机串联光伏器件（POT-PVs）是一种极具前景的下一代光伏技术，具有低成本溶液加工、可调带隙排列和良好的子电池兼容性等优点。然而，互连层仍然是一个主要的瓶颈，原因包括：(i) 有机子电池中使用的水性PEDOT:PSS溶剂引起的降解；(ii) 界面处能级排列不良和载流子复合效率低下；(iii) 中间层密度不足或化学性质不稳定导致的不稳定性。该团队通过温度控制结晶技术，对原子层沉积的SnO₂互连层进行调控，以解决上述挑战。该技术通过调节表面能，暴露低能晶面，并控制薄膜的化学计量比。这种化学-电子控制方法在钙钛矿底电池和有机顶电池之间建立了能量匹配良好且电学性质稳定的异质结，形成紧凑且化学稳定的界面，从而支持稳健的顶电池制备。因此，在不牺牲子电池性能的前提下，实现了刚性POT-PV器件25.90%（认证值为25.47%）和柔性串联器件24.39%的功率转换效率，使柔性POT-PV器件的性能提升至与刚性器件相当的水平，凸显了该策略在高效柔性光伏器件领域的应用前景。同时，1.80eV钙钛矿子电池的效率达到了20.58%，表明了该工作的兼容性。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202531732

概述：暨南大学麦耀华教授、范建东教授、吴绍航副研究员与张铭雨等人在《Advanced Functional Materials》上发表研究文章。由于钙钛矿薄膜固有的缺陷和机械脆弱性，将柔性钙钛矿太阳能电池（F-PSCs）扩展到高性能大面积组件仍然是一项根本性的挑战。该团队创新性地引入了D-海藻糖（DTA）作为多功能调节剂。DTA独特的柔性二糖骨架和多羟基结构使其能够在钙钛矿薄膜内构建动态且连续的氢键网络，这不仅可以调控大面积的结晶动力学，还可以诱导集体晶格极化。这种极化能够稳定钙钛矿框架，释放残余应力，并有效抑制可扩展器件中的离子迁移和缺陷复合。最终，制备了大面积柔性钙钛矿太阳能组件，其认证效率达到18.86%（活性面积：619.9cm²），几何填充因子为96.95%。值得注意的是，这些组件在经过10000次弯曲循环（半径：4.9cm）后仍能保持初始效率的92.76%，展现出前所未有的可扩展性和耐久性。该项工作提供了一种分子交联方法，可以解耦效率和柔韧性之间的限制，从而推进高性能柔性光伏器件的商业化进程。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.74890

概述：郑州大学王子瑜研究员与中国科学院化学研究所宋延林研究员等人在《Advanced Functional Materials》上发表研究文章。钙钛矿/电子传输层（ETL）界面处的界面缺陷和不利的能级排列仍然是制约倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）效率和运行稳定性的关键瓶颈。该团队开发了一种基于4,6-二羟基-2-巯基嘧啶（TBA）的多功能界面钝化策略，用于同时调控缺陷态和界面能级。TBA凭借其羟基和巯基的双重官能团，能够与配位不足的Pb²⁺离子形成强的多齿配位，同时与甲脒（FA⁺）阳离子形成稳定的氢键，从而实现对钙钛矿表面位点的选择性锚定。这种协同配位-氢键相互作用有效地降低了界面陷阱密度，抑制了非辐射复合，并优化了钙钛矿/ETL界面处的能级排列。因此，采用TBA的倒置钙钛矿太阳能电池实现了25.31%的最高功率转换效率（PCE），同时开路电压显著提高，电流-电压（J-V）滞后现象几乎可以忽略不计。此外，TBA修饰的器件表现出显著改善的热稳定性和运行稳定性，在氮气气氛下45℃进行1000小时最大功率点跟踪后，仍能保持初始效率的90.4%。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.75040

概述：华北电力大学姚建曦教授研究团队在《Advanced Functional Materials》上发表研究文章。全无机CsPbI₂Br钙钛矿因其优异的热稳定性和最佳带隙，成为串联光伏电池极具潜力的宽带隙前电池候选材料。然而，其性能受到表面缺陷和薄膜形貌缺陷的显著制约，这些缺陷会促进非辐射复合和能量损失。该团队提出了一种表面重构（SRC）策略，利用离子液体乙酸二甲铵（DMAAc）从根本上重构CsPbI₂Br表面。与传统的钝化方法不同，该方法在钙钛矿表面诱导形成中间相DMAPb(I₂Br )_1-xAc_3x，随后原位重结晶为高质量的CsPbI₂Br晶体。这种相变有效地改善了表面形貌，修复了离子缺陷，并优化了界面能级排列。因此，经SRC处理的CsPbI₂Br单结太阳能电池实现了17.54%的最高功率转换效率（PCE），并具有1.37V的高开路电压（V_OC）。此外，通过将这种优化的宽带隙子电池与窄带隙有机太阳能电池集成，制备了一种单片式全无机钙钛矿/有机串联器件，该器件在AM1.5G光照下实现了高达24.20%的PCE。该研究提出了一种通用的表面重构方法来降低界面损失，为实现高效稳定的多结光伏器件提供了一条可行的途径。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.75071

概述：上海电力大学林佳教授、王亚楠副教授与上海师范大学李和兴教授等人在《Advanced Functional Materials》上发表研究文章。钙钛矿太阳能电池（PSCs）的效率和商业化进程均受到氧化锡（SnO₂）电子传输层（ETL）和钙钛矿（PVK）层之间复杂界面问题的制约。主要挑战包括界面缺陷、能级错位和界面结合力弱，这些都会导致非辐射复合和开路电压（V_OC）损失。为了克服这些限制，该团队提出了一种创新的三齿锁定策略，该策略采用N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸（EBS）作为中间层，在SnO₂ ETL和PVK层之间建立稳固的三齿耦合。EBS的双羟基（─OH）作为桥接螯合剂，分别与SnO₂中的氧空位和PVK层中的卤离子空位形成强配位键。同时，磺酸基团（SO₃^–）作为增强型驱动螯合剂，钝化了PVK中未配位的Pb²⁺离子。这种三齿锁定结构实现了缺陷的同步钝化，抑制了非辐射复合，提高了电子传输层（ETL）的导电性，并优化了界面能级排列。它还促进了应力重新分布，有利于形成高质量的PVK薄膜。因此，n-i-p结构的钙钛矿太阳能电池（PSCs）实现了25.17%的最高功率转换效率（PCE）。此外，未封装的器件在经过1500小时的最大功率点跟踪（MPPT）后，仍保持了初始PCE的85.4%。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.75014

概述：土耳其卡拉曼奥卢·穆罕默德·贝伊大学Savas Sonmezoglu教授与Ibrahim Cinar博士等人在《Advanced Functional Materials》上发表研究文章。近年来，铁电耦合光伏效应的研究在提高钙钛矿太阳能电池（PSCs）的效率和稳定性方面取得了显著进展。该团队采用磁控共溅射法在室温下制备了Fe掺杂的Zn₂SnO₄铁电薄膜，并将其用作平面型PSCs的电子传输层。广泛研究了不同极化方向对光伏性能的影响。通过掺杂铁这种“硬铁磁元素”，可以有效地赋予原本反磁性的Zn₂SnO₄薄膜铁磁特性。铁的引入增强了自发偶极极化，并减少了钙钛矿/电子传输层界面处的缺陷，使得在垂直磁场下，器件效率显著提高至23%以上，而对照组的效率为22%。这些电池还展现出卓越的运行稳定性，在85°C下连续光照600小时后仍保持97%的效率，在相对湿度环境下运行1000小时后仍保持初始效率的91%。该项工作强调了利用铁磁性电子传输层来控制钙钛矿中的自发极化和改变载流子动力学，这对于实现具有更高运行稳定性的高效钙钛矿太阳能电池至关重要。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202529943

概述：韩国科学技术研究院Hae Jung Son研究员等人在《Advanced Functional Materials》上发表研究文章。自组装单分子层（SAMs）已成为有机光伏（OPV）器件中极具潜力的空穴传输层（HTL）。然而，其实际应用常常受到固有聚集问题以及难以在大面积上形成均匀薄膜的限制。为了克服这些限制，该团队开发了一种新型的界面改性工艺，利用烟酰肼（NH）来消除残留的SAM聚集体。研究证明，NH通过与膦酸基团形成能量有利的络合物，有效地消除了聚集的2PACz，从而得到均匀且无聚集体的SAM层。全面的表征证实，这种处理方法提高了薄膜质量和表面润湿性，从而改善了HTL/活性层的界面接触。将这种优化的SAM集成到OPV器件中，使用刮涂法制备的1cm²活性面积，器件效率显著提高至15.38% ，这主要归功于电荷提取的改善和陷阱辅助复合的减少，从而提高了开路电压和填充因子。此外，NH处理后的HTL具有优异的均匀性和可重复性，有利于大面积制备的成功。因此，OPV组件的功率转换效率（PCE）从14.07%提升至15.02%，所得钙钛矿-有机串联组件在16.41cm²活性面积下实现了19.89%的PCE ，为高性能可扩展光伏器件的开发提供了一条可靠的途径。

原文：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202532203