1. AFM：克服鈣鈦礦與氧化鋅界面的不穩(wěn)定
鈣鈦礦太陽能電池在金屬氧化物n型層（包括SnO2和TiO2）上實現(xiàn)了最高的功率轉(zhuǎn)換效率。盡管ZnO具有優(yōu)異的光電性能，例如改善的透射率，更高的導電性，以及與甲基銨（MA）PbI3更緊密的導帶對準，但由于與金屬鹵化物鈣鈦礦接觸時的化學不穩(wěn)定性，ZnO很大程度上被忽視了鈣鈦礦的快速分解。雖然表面鈍化技術(shù)在一定程度上緩解了這種不穩(wěn)定性，但尚未研究所有金屬鹵化物鈣鈦礦是否表現(xiàn)出與ZnO的這種不穩(wěn)定性。近日，牛津大學Henry J. Snaith研究團隊通過用甲脒（FA）和銫（Cs）取代MA，鈣鈦礦-ZnO界面的穩(wěn)定性大大提高，實現(xiàn)了21.1％的掃描功率轉(zhuǎn)換效率和18％的穩(wěn)態(tài)功率輸出。這項工作表明ZnO與SnO2一樣是可行的n型電荷提取層，只要避免MA陽離子，就有許多可預見的優(yōu)點。
Schutt, K. Snaith, H. J. et al. Overcoming Zinc Oxide Interface Instability with a Methylammonium-Free Perovskite for High-Performance Solar Cells. AFM 2019.
DOI:10.1002/adfm.201900466
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201900466
2. AM：通過界面能帶工程，改善鈣鈦礦雙功能器件
目前，光伏/電致發(fā)光（PV/EL）鈣鈦礦雙功能器件（PBD）由于能帶的缺陷和界面未對準而表現(xiàn)出較差的性能。香港中文大學許建斌和嚴克友聯(lián)合浙江大學Xuegong Yu團隊一種無需添加劑的空穴傳輸層材料，通過界面能帶工程以減少界面能量損失。該策略可以將鈣鈦礦的n型表面轉(zhuǎn)變?yōu)閜型，從而校正未對準以形成明確定義的n-i-p異質(zhì)結(jié)。PBD實現(xiàn)了高達21.54％（認證20.24％）的高PV效率和4.3％EL外部量子效率。在光照下，未封裝的器件連續(xù)工作500小時后，仍保持超過92％的初始性能。該策略可作為提高鈣鈦礦器件的PV和EL性能的一種普適性策略。
Xie, J., Hang, P., Wang, H., Zhao, S., Li, G., Fang, Y., Liu, F., Guo, X., Zhu, H., Lu, X., Yu, X., Chan, C. C. S., Wong, K. S., Yang, D., Xu, J., Yan, K., Perovskite Bifunctional Device with Improved Electroluminescent and Photovoltaic Performance through Interfacial Energy‐Band Engineering. Adv. Mater. 2019, 1902543.
https://doi.org/10.1002/adma.201902543
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902543
3. AEM：溶液制備碳納米管透明電極用于鈣鈦礦電池
雙壁碳納米管位于單壁碳納米管和多壁碳納米管之間。就光學密度而言，它們與單壁碳納米管相當，但其機械穩(wěn)定性和溶解性更高。日本東京大學Shigeo Maruyama，Yutaka Matsuo和韓國首爾國立大學Mansoo Choi團隊利用雙壁碳納米管證明了溶液處理的透明電極具有這些優(yōu)點，并且還將其應用在鈣鈦礦太陽能電池。使用雙壁碳納米管透明電極的鈣鈦礦太陽能電池在沒有回滯的情況下產(chǎn)生17.2％的效率。作為第一個溶液處理的電極基鈣鈦礦太陽能電池，這項工作將為大尺寸，低成本和環(huán)保的太陽能設(shè)備鋪平道路。
Jeon, I., Yoon, J., Kim, U., Lee, C., Xiang, R., Shawky, A., Xi, J., Byeon, J., Lee, H. M., Choi, M., Maruyama, S., Matsuo, Y., High‐Performance Solution‐Processed Double‐Walled Carbon Nanotube Transparent Electrode for Perovskite Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2019, 1901204. https://doi.org/10.1002/aenm.201901204
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201901204
4. Adv. Sci.：MACl再來一篇！閃蒸+模組鈣鈦礦電池
限制鈣鈦礦太陽能電池（PSC）商業(yè)化的最主要障礙是缺乏可靠且可擴展的薄膜生產(chǎn)工藝。暨南大學麥耀華、Fei Guo和深圳大學Boyuan Cai報道了一種通用的結(jié)晶策略，該策略允許通過一步刮涂控制高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的生長。通過MACl作為添加劑與簡便的真空輔助預結(jié)晶策略相結(jié)合，可以在大面積上產(chǎn)生具有高結(jié)晶度的致密且均勻的鈣鈦礦膜。該方法的普遍應用在具有不同帶隙的三種典型組分鈣鈦礦。P-i-n鈣鈦礦太陽能電池的效率超過18%，填充因子高達80％。大面積模組（10.08 cm2）的效率為11.25%，可見控制結(jié)晶動力學的重要性。該方法為實現(xiàn)用于應用的成本有效的大面積鈣鈦礦太陽能電池提供了重要指導。
Guo, F., Qiu, S., Hu, J., Wang, H., Cai, B., Li, J., Yuan, X., Liu, X., Forberich, K., Brabec, C. J., Mai, Y., A Generalized Crystallization Protocol for Scalable Deposition of High‐Quality Perovskite Thin Films for Photovoltaic Applications. Adv. Sci. 2019, 1901067.
https://doi.org/10.1002/advs.201901067
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201901067
5. EES：23.4％效率！超低電壓損耗、界面穩(wěn)定的鈣鈦礦電池
麻省理工學院Seong Sik Shin和Moungi G. Bawendi團隊采用獨特的（線性烷基溴化銨/氯仿）的后處理溶液策略，用于在3D鈣鈦礦薄膜上有效合成層狀鈣鈦礦（LP）。LP鈍化層（形成3D/LP異質(zhì)結(jié)構(gòu)）可以有效鈍化界面和晶界缺陷，同時增加了防潮性。在該策略中，沉積鈍化層而不會破壞高質(zhì)量鈣鈦礦底層，最小化非輻射復合位點，并防止鈣鈦礦界面處的載流子淬滅。這使得電池的開路電壓損耗僅為~340 mV，器件的最高效率高達23.4％，認證效率為22.6％，穩(wěn)定性也得到大幅度增強。此外，鈣鈦礦太陽能電池的電致發(fā)光EQE高達8.9％。
Yoo, J. J. et al. An Interface Stabilized Perovskite Solar Cell with High Stabilized Efficiency and Low Voltage Loss. Energy Environ. Sci., 2019
Doi:10.1039/C9EE00751B.
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee00751b#!divAbstract
6. AFM：20.54%效率！In:CuCrO2空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽能電池
雖然對摻雜三元金屬氧化物基空穴傳輸材料的研究非常有限。香港大學蔡植豪團隊提出了In摻雜CuCrO2納米粒子（NPs）作為鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的空穴傳輸層（HTL）。與傳統(tǒng)的合成CuCrO2 NPs的方法相比，共沸促進方法將反應時間縮短了90％，煅燒溫度降低了三分之一。這不僅促進了高產(chǎn)量生產(chǎn)，而且降低了合成中的功耗和成本。In摻雜提供較少的Cr3+的d-d躍遷和p型摻雜特性，分別用于改善HTL透射率和導電率。基于In摻雜的CuCrO2 HTL，PSC實現(xiàn)20.54％的效率。同時，這些器件具有良好的重復性和光穩(wěn)定性。因此，該工作有助于建立一種簡單的方法來實現(xiàn)原始和摻雜的多元氧化物基HTL，以開發(fā)實用和高性能的PSC。
Yang, B., Ouyang, D., Huang, Z., Ren, X., Zhang, H., Choy, W. C. H., Multifunctional Synthesis Approach of In:CuCrO2Nanoparticles for Hole Transport Layer in High‐Performance Perovskite Solar Cells. Adv. Funct. Mater. 2019, 1902600.
https://doi.org/10.1002/adfm.201902600
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201902600
7. ACS Energy Lett.：14.0%效率！100 cm2鈣鈦礦模組
目前，很少研究用于電子和空穴傳輸層（ETL和HTL）的大規(guī)模制備技術(shù)。該技術(shù)壁壘是如何在低溫下獲得均勻、高度結(jié)晶和超薄的ETL。韓國成均館大學Hyun Suk Jung聯(lián)合漢陽大學Min Jea Ko團隊通過靜電自組裝方法制備大面積SnO2 ETL。涂覆在FTO上的SnO2 ETL顯示出高度均勻性而沒有孔洞。此外，與傳統(tǒng)的基于SnO2 ETL的PSC相比，該策略制備的PSC隨著面積增大，效率降低幅度很小。基于該自組裝方法，制造面積為25 cm2和100 cm2的鈣鈦礦太陽能模組的效率分別為15.3％和14.0％，沒有分流電阻損失。
Han, G. S.; Kim, J.; Bae, S.; Han, S.-H.; Kim, Y. J.; Gong, O. Y.; Lee, P.; Ko, M. J.; Jung, H. S., Spin Coating Process for 10cm × 10cm Perovskite Solar Modules Enabled by Self-Assembly of SnO2 Nanocolloids. ACS Energy Letters 2019.
Doi:10.1021/acsenergylett.9b00953.
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.9b00953
8. Nature Commun.：電荷分離異質(zhì)結(jié)構(gòu)的高效鈣鈦礦量子點太陽能電池
金屬鹵化物鈣鈦礦半導體具有用于光電應用的突出特性，包括但不限于光伏電池。低維和納米結(jié)構(gòu)圖案賦予了可以進一步利用的附加功能。此外，膠體量子點（QD）鈣鈦礦的更寬的陽離子組成可調(diào)性和可調(diào)的表面配體性質(zhì)現(xiàn)在實現(xiàn)了前所未有的器件結(jié)構(gòu)，這與由溶劑化分子前體制備的薄膜鈣鈦礦不同。美國國家可再生能源實驗室Joseph M. Luther團隊采用了鈣鈦礦QD的逐層沉積，證明了整個鈣鈦礦薄膜中具有組成變化的太陽能電池。利用這種能力突然控制組合物以產(chǎn)生內(nèi)部異質(zhì)結(jié)，促進內(nèi)部界面處的電荷分離，從而改善光載體收獲。展示了光伏性能如何取決于異質(zhì)結(jié)位置以及每種組分的組成，并且描述了一種可以極大地改善鈣鈦礦QD光伏器件性能的架構(gòu)。
High efficiency perovskite quantum dot solar cells with charge separating heterostructure. Nature Communication, 2019
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10856-z
