1. EES: 鈣鈦礦薄膜的超快激光退火，可實現高效鈣鈦礦太陽能電池
鈣鈦礦太陽能電池以其高效率，易于制備和低成本而備受關注。香港理工大學的嚴峰團隊報道了一種新型的激光退火方法，用于通過掃描膜表面上的激光點在較低的基板溫度下對鈣鈦礦膜進行退火。在具有高強度和快速掃描速度的激光下，可以在幾秒鐘內實現超快結晶過程。
因為結晶鈣鈦礦相比非晶相具有更強的光吸收，快速的激光退火可以在前者中誘發更高的溫度，并導致大鈣鈦礦晶粒的選擇性生長。在最佳條件下，成功地制備了具有高結晶度的鈣鈦礦薄膜，從而形成了具有高功率轉換效率和良好穩定性的鈣鈦礦太陽能電池。此外，通過使用線性激光束實現了鈣鈦礦膜的更快的激光退火工藝，這有望成為大規模生產大型鈣鈦礦太陽能電池的有前途的技術。
Ultrafast laser-annealing of perovskite films for efficient perovskite solar cells. EES 2019.
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ee/c9ee02324k
2. Matter: 空穴傳輸層中摻雜劑對鈣鈦礦的不均勻摻雜
鈣鈦礦太陽能電池中的有機空穴傳輸層（HTL）中的摻雜劑通常是不可缺少的，可用于增強HTL的電導率和調整HTL的能級。然而，Li+離子可以從HTL擴散到鈣鈦礦層，其相應的作用常常被忽略。基于此，美國國家可再生能源實驗室（NREL）的 Zhang Fei, Chunsheng Jiang, 朱凱和西北工業大學的李禎等人通過開爾文探針力顯微鏡表明來自HTL的Li+摻雜劑可以通過擴散顯著摻雜鈣鈦礦吸收劑層, 并且Li+的擴散增加鈣鈦礦膜的表面電勢。
晶界處的電勢比晶粒內部的電勢增加更多，這表明Li+摻雜物在鈣鈦礦層中的分布不均勻，并且通過使用飛行時間二次離子質譜法進一步證實。p-i-n和n-i-p結構的器件都表明Li+離子的擴散和不均勻分布會影響鈣鈦礦的載流子傳輸特性和器件特性。這項工作揭示了HTL摻雜劑對鈣鈦礦薄膜的隱藏摻雜效應及其對PSC性能的影響。
Inhomogeneous Doping of Perovskite Materials by Dopants from Hole-Transport Layer, Matter, 2019
https://doi.org/10.1016/j.matt.2019.10.005
3. Nam-Gyu Park最新AEM: 面向大面積，穩定和高效鈣鈦礦太陽能電池的研究方向
在2012年發現的效率僅有9.7％，穩定性只有500小時的固態鈣鈦礦太陽能電池（PSC），引發了鈣鈦礦光伏技術的研究浪潮。僅僅7年后，2019年記錄了25.2％的認證功率轉換效率（PCE）。自2012年以來，PSC的出版物呈指數增長，截至2019年8月，出版物的總數達到13 200多種。PCE的提升主要得益于器件結構工程以及鈣鈦礦組分工程。使用疏水性材料或2D / 3D概念進行界面工程可以顯著改善長期穩定性。盡管小面積電池顯示出極高的效率，但朝著商業化的方向需要放大技術。
韓國成均館大學Nam-Gyu Park團隊在綜述文章中強調了向大面積，穩定，高效的PSC的研究方向。對于大面積鈣鈦礦層，前體溶液與涂層方法同樣重要，并闡述了前體工程和前體溶液的配方。而對于無滯后，穩定和高效的PSC，他認為界面工程是最好的方法之一，因為可以有效地鈍化缺陷，從而有效地減少非輻射復合。
Research Direction toward Scalable, Stable, and High Efficiency Perovskite Solar Cells. AEM 2019.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201903106
4. JACS：CsPbBr3團簇輔助結晶以實現高效穩定的鈣鈦礦電池
基于窄帶隙FAPbI3的鈣鈦礦因其寬光譜響應和高光電流輸出而成為高性能鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的潛力材料。然而，為了抑制自發的α-δ相變，需要將15-17％的溴化物，銫化物或甲基銨摻入FAPbI3中以得到高效的PSC，但是高的溴含量會增加帶隙并縮小光譜響應區域。如果僅降低溴化物含量，則相應的PSC會發生α-δ相變，從而表現出較差的穩定性。華僑大學魏展畫和謝立強團隊報道了一種CsPbBr3團簇輔助的自下而上的結晶方法以制備低溴含量（1％?6％），純α相且不含MA的FAPbI3基PSC。
只有幾納米大小的團簇可以充當核以促進高質量α-FAPbI3鈣鈦礦垂直生長。而且這些團簇可以在熱退火之后被鈣鈦礦進一步吸收，從而改善了所制備的鈣鈦礦膜的相均質性。結果，所制備PSC的光響應擴展至830 nm，最高效率達21.78％。此外，所制備PSC還顯示出更好的操作穩定性，在1個太陽光照射下維持1000小時后，仍保持其初始效率的82％。
Efficient and stable low-bandgap perovskite solar cells enabled by CsPbBr3-cluster assisted bottom-up crystallization approach. JACS, 2019.
https://doi.org/10.1021/jacs.9b11546
5. 歐陽新華Adv. Sci.: 從稻草到有機太陽能電池的的界面材料
在過去的幾十年中，研究人員已經廣泛地研究了由石油化學資源制成的高級界面材料用于有機太陽能電池（OSC）。這些界面材料在OSC器件中表現出出色的性能。然而，基于石化的界面材料的資源有限，成本高且不環保的特性限制了其商業應用。福建農林大學歐陽新華團隊展示了一種簡便有效的方法，可從稻草中提取農林業殘留物來制備纖維素及其衍生物作為OSC的陰極界面層，并提高器件性能。
通過將此羧甲基纖維素鈉（CMC）應用于OSC，可構建高效的反向OSC，效率可達到12.01%，與沒有CMC層的器件相比，PCE改善了9.4％以上（PCE = 10.98％），尤其是短路電流的增加。通過使用CMC和ZnO作為共界面來減少功函數、增強吸收和改善界面接觸，從而提高了電流密度和PCE。這種從生物可再生資源為OSCs制備界面材料的方法簡單、可擴展、成本低，代表了智能界面和綠色電子的發展方向。
From Straw to Device Interface: Carboxymethyl-Cellulose Based Modified Interlayer for Enhanced Power Conversion Efficiency of Organic Solar Cells. Adv. Sci. 2019.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/advs.201902269
6. 北京科技大學Nano Energy: 高結晶鈣鈦礦的離子缺陷雙重鈍化
用作復合中心的鹵化鈣鈦礦材料中的離子缺陷嚴重限制了其在太陽能電池中的應用。北京科技大學Yue Zhang和 Zhuo Kang團隊提出了一種雙鈍化策略，通過簡單地結合低成本氯化銨來同時鈍化帶負電和帶正電的離子缺陷。
有效的缺陷調制可降低缺陷密度并延長載流子壽命，從而有助于形成高度結晶的鈣鈦礦。得益于這些優點，鈣鈦礦太陽能電池的效率可提高到21.38％。更重要的是，這種雙重鈍化方法可以進一步擴展到混合陽離子鈣鈦礦體系，而不僅限于傳統的基于甲基銨的鈣鈦礦。同時調節不同類型的離子缺陷的這種方法可能會推動有效地促進鈣鈦礦的演化。
Device Design Rules and Operation Principles of High-Power Perovskite Solar Cells for Indoor Applications，Nano Energy, 2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519310274
7. 陳沖&黃青松&王命泰Nano Energy: 油胺保護的PbSO4(PbO)4量子點鈍化鈣鈦礦
鈣鈦礦晶體中的缺陷以及水分/氧氣滲透到鈣鈦礦層中是鈣鈦礦太陽能電池（PSC）實現長期穩定性和高效率（PCE）的主要問題。河南大學的陳沖，四川大學黃青松聯合中科院合肥技術創新工程院的王命泰等人首次報道了油胺涂覆的PbSO4(PbO)4量子點（QDs），它是一種具有雙重功能的鈍化材料，可以同時鈍化表面缺陷并阻止水分/氧氣滲透到鈣鈦礦層中穩定高效的PSC。
PbSO4(PbO)4量子點通過鈍化配位不足的Pb離子和I陰離子來降低鈣鈦礦膜的缺陷密度。此外，OA的H原子與鈣鈦礦的I原子之間的氫鍵以及鈣鈦礦/OA界面處的界面電場也有助于提高PSC的效率和穩定性。具有OA涂層的PbSO4(PbO)4的PSC獲得了20.02％效率。此外，具有OA涂層的PbSO4(PbO)4 QD的PSC在運行280小時后仍保持90％的初始效率。
Efficient and stable perovskite solar cells thanks to dual functions of oleyl amine-coated PbSO4(PbO)4 quantum dots: defect passivation and moisture/oxygen blocking，Nano Energy, 2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519310201#!
8. 譚海仁AEM: 22.2％效率！SnO2-KCl復合電子傳輸層助力高效鈣鈦礦電池
鈣鈦礦太陽能電池的性能對不利缺陷敏感，這些缺陷易于累積在鈣鈦礦薄膜的界面和晶界處。每塊區域的缺陷將導致陷阱密度降低，從而減少非輻射復合損失。然而，主要由于溶劑的不相容性和鈣鈦礦形成的復雜性，使在晶界和電荷傳輸層/鈣鈦礦界面上的缺陷都鈍化是具有挑戰性的。
譚海仁團隊將SnO2-KCl復合電子傳輸層（ETL）用于平面鈣鈦礦太陽能電池中，以同時鈍化ETL /鈣鈦礦界面和鈣鈦礦薄膜晶界處的缺陷。ETL/鈣鈦礦界面處的K和Cl離子鈍化ETL/鈣鈦礦接觸。同時，來自ETL的K離子可以擴散穿過鈣鈦礦薄膜并鈍化晶界。使用SnO2-KCl復合ETL的器件的開路電壓從1.077 V提高到1.137 V，相應的效率從20.2％提高到22.2％。
Simultaneous Contact and Grain‐Boundary Passivation in Planar Perovskite Solar Cells Using SnO2‐KCl Composite Electron Transport Layer，AEM，2019
https://doi.org/10.1002/aenm.201903083
