1. 韓禮元AM: 8.9％效率！高穩定FASnI3鈣鈦礦太陽能電池
具有窄帶隙和高電荷載流子遷移率的錫基鈣鈦礦是制備高效無鉛鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的有希望的材料之一。然而，錫基鈣鈦礦的結晶速率快，導致較多的陷阱狀態和低開路電壓（Voc）。韓禮元團隊引入氫鍵以延遲FASnI3鈣鈦礦的結晶速率。通過添加聚（乙烯醇）（PVA），PVA和FASnI3之間的O-H... I-氫鍵相互作用具有引入成核位點，減緩晶體生長，引導晶體取向，減少陷阱狀態和抑制碘離子的遷移。
在存在PVA添加劑的情況下，FASnI3-PVA PSC獲得了8.9％的效率，其中Voc從0.55降至0.63 V，這是基于FASnI3的PSC的最高Voc值之一。更重要的是，FASnI3-PVA PSC具有驚人的長期穩定性，在最大功率點運行400小時后效率未下降。該方法利用PVA和FASnI3之間的O-H... I-氫鍵相互作用，適用于提高基于FASnI3的PSC的效率和穩定性。
Highly Stable and Efficient FASnI3‐Based Perovskite Solar Cells by Introducing Hydrogen Bonding
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201903721
2. Nature Materials: 鈦碳化物MXenes界面修飾助力高性能鈣鈦礦太陽能電池
為了提高鈣鈦礦太陽能電池的效率，需要精心的器件設計和定制的界面工程，以提高光電性能和選擇電極的電荷提取過程。近日，意大利羅馬托爾維加塔大學A. Di Carlo研究團隊使用具有不同終止基(Tx)的二維過渡金屬碳化物(MXene Ti3C2Tx)來調節鈣鈦礦吸收器和TiO2電子傳輸層(ETL)的功函數(WF)，并對鈣鈦礦/ETL界面進行了工程設計。
紫外光發射光譜測量和密度泛函理論計算表明，在不影響其他電子性能的情況下，在鹵化物鈣鈦礦和TiO2層中加入Ti3C2Tx可以調節材料的WFs。此外，在鈣鈦礦/ETL界面Ti3C2Tx誘導的偶極子可以用來改變這些層之間的帶對中。WF調諧和界面工程的聯合作用可以顯著提高MXene改性的鈣鈦礦太陽能電池的性能，與沒有MXene參考電池相比，功率轉換效率提高了26%，遲滯降低。
Agresti, A. Carlo, A. D. et al. Titanium-carbide MXenes for work function and interface engineering in perovskite solar cells. Nature Materials 2019.
DOI:10.1038/s41563-019-0478-1
https://www.nature.com/articles/s41563-019-0478-1
3. Nature: 高強度照射下的本質穩定有機太陽能電池
最近，有機光伏太陽能的效率正在逐步接近其在商業上的可行標準，尤其是在利用其柔性和半透明性的獨特潛力的相關應用中。然而，有機太陽能電池的穩定性的提高仍然面臨著巨大的挑戰，即使是迄今為止報道的最穩定的有機太陽能器件也只維持了幾年的穩定性。研究人員發現，采用弱鍵合作用有機材料構筑的太陽能電池器件其固有的缺點就是工作壽命短。盡管在過去的這些年里有機發光器件得到了快速發展和廣泛接受且其循環壽命高達幾百萬小時，但是這種質疑其穩定性的觀點仍然存在。
在本文中，美國密歇根大學的Forrest等研究了一類非常穩定的熱蒸發單結有機光伏電池。他們將包裝好的電池單體暴露在高達37個太陽的白光照射下以加速其老化過程。在暴露超過68天之后，這些電池的啟動效率保持在87%以上。電池的降解速率隨光照強度強度呈超線性增加，研究人員據此外推得到其固有壽命t80超過4.9×107小時，其中t80是功率轉換效率降低至其初始值80%所需的時間，這相當于27000年的戶外生活。
此外，研究人員將第二組有機光伏電池置于20個太陽的紫外線照射（中心波長為365納米）下848小時，該劑量需要1.7×104小時（9.3年）才能在室外累積。該試驗期間未觀察到明顯的效率損失。總的來說，該工作發現在惰性氣氛中封裝的有機太陽能電池是非常穩定的，這使得它們作為一種實用的能源發電技術的應用前景富有希望。
Quinn Burlingame, Stephen R. Forrest et al, Intrinsically stable organic solar cells under high-intensity illumination, Nature, 2019
4. 楊陽&鄒應萍&易院平AM: 15.9％效率！有機太陽能電池
有機光伏（OPV）的性能在過去幾年中迅速提高。最近在材料設計方面的工作主要集中在開發具有廣泛吸收的近紅外非富勒烯受體，其與商業化的供體聚合物配對; 同時，需要綜合考慮共混膜形態和能級對準對電荷分離效率的影響。
加州大學洛杉磯分校楊陽、中南大學鄒應萍和北京分子科學國家研究中心易院平團隊通過合理地考慮分子相互作用和能級對準來證明供體/受體共混物的選擇規則，并且實現了使用雙氟化或兩種非氟化供體/受體共混物的高效OPV器件。憑借增大的吸收，理想的形態和有效的電荷轉移，基于PBDB-T-F /Y1-4F混合物和PBDB-T-F/Y6的器件分別表現出高達14.8％和15.9％的最高效率。
Rational Tuning of Molecular Interaction and Energy Level Alignment Enables High‐Performance Organic Photovoltaics
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904215
5. 吉大&林雪平大學JMCA: 填充因子84.07％！晶界鈍化的高效鈣鈦礦電池
吉林大學Wenbin Guo和林雪平大學高峰團隊通過將鉀離子（K+）官能化碳納米點（CNDs@K）引入MAPbI3的晶格結構中，成功地對鈣鈦礦膜的鈍化和結晶控制進行了缺陷。研究表明，碳點的結合效應在晶界中結合K+并防止過量的陽離子占據間隙位點，從而減少多晶膜的微應變。因此，調控晶體尺寸和抑制晶界缺陷可以降低電荷陷阱密度，促進電荷產生，并延長載流子壽命。器件效率高達21.01％效率，高填充因子為84％。 這種性能是碳點摻雜PSC的最高效率之一。
Guo, W. et al. Efficient Perovskite Solar Cells Enabled by Ions Modulated Grain Boundary Passivation with a Fill Factor Exceeding 84%. J. Mater. Chem. A (2019).
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ta/c9ta08081c
6. Nat. Commun.: 10％效率！超過1 cm2全聚合物太陽能電池
基于萘二酰亞胺的n型聚合物半導體已被廣泛用于構建高性能全聚合物太陽能電池（全PSC）。對于全聚合物體系，可以通過使用更薄的活性層來減少電荷復合，但是從聚合物受體收集的近紅外光不足。相反，增加層厚度克服了光收集問題，但是以嚴重的電荷復合效應為代價。
華南理工大學Lei Ying，黃飛和埃朗根-紐倫堡大學Ning Li等人證明為了管理所有PSC內的光傳播，需要約350 nm厚的體異質結膜以有效地增強近紅外區域中的光采集。為了克服這種厚膜中的嚴重電荷復合，使用非鹵素添加劑來誘導良好有序的微結構，其固有地抑制復合損失。光管理和精細形態優化的組合策略使有效面積為1 cm2的厚膜全PSC的效率超過10％，為未來大規模生產和應用所有PSC帶來了巨大希望。
Surpassing the 10% efficiency milestone for 1-cm2 all-polymer solar cells，Nature Communications，2019
https://www.nature.com/articles/s41467-019-12132-6
7. Park最新ACS Energy Lett.: 2-甲氧基乙醇輔助鈣鈦礦光伏模組，19.44％效率！
Nam-Gyu Park團隊通過前驅體工程，結合氣刀輔助棒涂布機制備大面積鈣鈦礦薄膜。 在由2-甲氧基乙醇（2ME）中的甲基碘化銨（MAI）和碘化鉛（PbI2）組成的母液中化學計量加入乙酸鉛（PbAc2），得到MAPbI3和副產物甲基銨酸鹽（MAAc）。可以在MAAc存在下控制晶體生長，同時干燥濕膜。平均功率轉換效率（PCE）達到15.14％。當在含有PbAc2的前體溶液中加入0.12 mol％碘化胍（GAI）時，載流子壽命進一步提高了約46％，制備的大面積（46 cm2）鈣鈦礦膜的模組顯示PCE為19.44％，PCE為13.85％，模塊的有效面積為16 cm2。
Precursor Engineering for Large-area Perovskite Solar Cell with >19% Efficiency, ACS Energy Lett.2019
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsenergylett.9b01735?rand=qwav2bkz
8. 韓宏偉&榮耀光Joule綜述：標準化鈣鈦礦太陽能電池組件
由于優異的光電性能，鈣鈦礦太陽能電池（PSC）被認為是光伏（PV）的下一代候選產品。PSC高效率和低成本有望以低成本實現太陽能電網平價。盡管小面積效率和穩定性取得了巨大進步，但大多數研究工作都集中在實驗室規模的小面積PSC上。
商業化鈣鈦礦PV的關鍵問題取決于PSC模塊的效率，穩定性和成本。現在，PSC模塊的效率遠遠落后于實驗室規模的器件。華中科技大學韓宏偉和榮耀光團隊認為，需要關注實現具有高吞吐量的工業規模，大面積制造以實現該技術的實際應用。敦促研究人員使用標準方法和可靠的測量方案來表征模塊性能和長期穩定性數據。
Standardizing Perovskite Solar Modules beyond Cells
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435119304180
9. 唐群委Angew：10.79％效率！全無機CsPbBr3鈣鈦礦太陽能電池
唐群委團隊制備了通過增加間隙氧量而具有增強的空穴傳輸特性的M-取代的p-型無機Cu（Cr，M）O2（M = Ba2+，Ca2+或Ni2+）納米晶體，以有效地從鈣鈦礦中提取空穴，提高鈣鈦礦太陽能電池性能。具有FTO/c-TiO2/m-TiO2 /CsPbBr3/ Cu（Cr，M）O2/C的器件結構的全無機CsPbBr3電池實現了高達10.18％的效率，并且通過摻雜Sm3+離子,將效率增加至10.79％。穩定性也有所提升。
Hole Boosted Cu(Cr,M)O2 Nanocrystals for All‐Inorganic CsPbBr3 Perovskite Solar Cells, Angew, 2019
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201910843
10. 上交大JMCA: 高開路電壓1.15 V! 雙邊鈍化NiOx基鈣鈦礦太陽能電池
界面工程是提高較大開路電壓（VOC）和短路電流密度（JSC）的PSC性能的有效策略之一。上海交通大學Hong Liu和Wenzhong Shen等人報道了一種通過在鈣鈦礦層和電荷傳輸層之間分別引入雙邊聚苯乙烯層來改善PSC性能的簡單方法。
鈣鈦礦層的頂部和底部表面被超薄雙邊聚苯乙烯層鈍化和保護，最終獲得了具有較大鈣鈦礦晶粒尺寸，較少界面缺陷和抑制電荷復合的高效器件。在沒有滯后的情況下，實現了19.99％的效率，并且VOC高達1.149 V，這是迄今為止基于純CH3NH3PbI3的倒置平板型PSC的最高值。
Wang, T., Cheng, Z., Zhou, Y., Liu, H. & Shen, W. Highly efficient and stable perovskite solar cells via bilateral passivation layers. J. Mater. Chem. A, 2019
DOI: 10.1039/C9TA08084H (2019).
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ta/c9ta08084h
