1. 雷納科技&美國西大Joule: 10.1％認證效率！20.1 cm2的OPV模組
雷納科技有限公司Yi-Ming Chang和美國西北大學Antonio Facchetti, TobinJ. Marks團隊開發(fā)一系列易于獲得且可規(guī)模化的TPD -T2型供體聚合物用于與非富勒烯受體IT-4F混合的有機光伏（OPV）電池。
所有聚合物都容易溶于無氯溶劑（例如二甲苯）中，并且相應的光活性共混膜可以在環(huán)境中用該溶劑進行加工，從而制備出了效率（PCE）12％–14％的電池。在室溫下用良性溶劑加工的OPV模組具有20.1 cm2面積的認證PCE為10.1％，穩(wěn)定性優(yōu)異。在室內(nèi)照明條件下，同一模組還提供約40 μW/ cm2（PCE約22％）的功率。
Processing Strategies for an OrganicPhotovoltaic Module with over 10% Efficiency，Joule, 2019
DOI: 10.1016/j.joule.2019.11.006
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435119305367
2. 江漢大學AFM:δ-CsPbI3中間相輔助多元鈣鈦礦薄膜連續(xù)沉積
江漢大學Yumin Liu和Xing‐Zhong Zhao團隊首次展示了δ-CsPbI3中間相生長（CsPbI3-IPG）輔助連續(xù)沉積方法。該方法不僅實現(xiàn)了將可控制的銫摻入（FAPbI3）1-x（MAPbBr3）x鈣鈦礦中，而且還擴大了鈣鈦礦晶粒，操縱了結(jié)晶，調(diào)節(jié)了帶隙并提高了最終鈣鈦礦薄膜的穩(wěn)定性。
系統(tǒng)研究了基于這些Cs/FA/MA鈣鈦礦薄膜和各種δ-CsPbI3中間相的器件的光伏性能。得益于適度的銫摻入和中間相輔助的晶粒長大，優(yōu)化后的Cs/FA/MA鈣鈦礦型太陽能電池表現(xiàn)出顯著提高的效率和未封裝器件的穩(wěn)定性。這種簡便的策略通過順序沉積方法，為具有更大晶粒和更高穩(wěn)定性的多元鈣鈦礦材料的成分工程提供了新的見解。
δ‐CsPbI3 Intermediate PhaseGrowth Assisted Sequential Deposition Boosts Stable and High‐Efficiency TripleCation Perovskite Solar Cells， AFM，2019
DOI: 10.1002/adfm.201908343
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201908343
3. Toney&鮑哲南JACS: 微調(diào)聚合物自聚集和結(jié)晶度，實現(xiàn)高性能印刷全聚合物太陽能電池
聚合物的聚集和結(jié)晶行為在全聚合物太陽能電池（all-PSC）的性能中起著至關(guān)重要的作用。然而，通過分子設計獲得對聚合物自組裝的控制以影響體-異質(zhì)結(jié)活性層的形態(tài)仍然具有挑戰(zhàn)性。斯坦福大學鮑哲南和SLAC 國家加速器實驗室Michael F. Toney團隊報道了一種簡單而有效的方法，可以通過用致密的大體積側(cè)鏈取代一定數(shù)量的烷基側(cè)鏈，來調(diào)節(jié)常用的受體聚合物（N2200）的自聚集（CBS）。
與高度自聚集的N2200相比，光伏結(jié)果表明，將更多無定形受體聚合物與供體聚合物（PBDB-T）共混可以使all-PSCs的效率顯著增加（高達8.5％），較高的短路電流密度是由較小的聚合物相分離域尺寸引起的。研究表明，活性層的較低結(jié)晶度對膜沉積方法較不敏感，可以容易地實現(xiàn)從旋涂到刮涂的過渡而沒有性能損失。高度無定形的受體聚合物似乎誘導形成較大的供體聚合物微晶。這些結(jié)果凸顯了供體和受體聚合物之間平衡的聚集強度對于獲得具有最佳活性層膜形態(tài)的高性能全PSC的重要性。
Fine-Tuning Semiconducting PolymerSelf-Aggregation and Crystallinity Enables Optimal Morphology andHigh-Performance Printed All-Polymer Solar Cells，J. Am. Chem. Soc. 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b10935
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.9b10935
4. 南工大&上海光源AM: 紅碳量子點+SnO2，22.77％效率的鈣鈦礦電池
南京工業(yè)大學的陳永華和上海光源的高興宇，Yingguo Yang團隊報道了一種有效的復合電子傳輸層（ETL）。該ETL是由富含羧酸和羥基的紅碳量子點摻雜低溫固溶處理的SnO2構(gòu)成的。SnO2的電子遷移率從9.32×10-4到1.73×10-2 cm2 V-1 s-1增加了約20倍。基于這種新型SnO2 ETL的平面鈣鈦礦太陽能電池顯示出高達22.77％的效率。
Red‐Carbon‐Quantum‐Dot‐Doped SnO2Composite with Enhanced Electron Mobility for Efficient and Stable PerovskiteSolar Cells
https://doi.org/10.1002/adma.201906374
5. JMCA: 鈣鈦礦太陽能電池的添加劑工程研究進展
太陽能是一種清潔的能源，可以滿足日益增長的全球能源需求。在所有的光收集器件中，鈣鈦礦太陽能電池（PSC）因為它們具有令人難以置信的轉(zhuǎn)換效率（認證的PCE為24.2％），并且具有降低成本和簡化的制造過程成為下一代光伏（PV）技術(shù)的關(guān)注中心。然而，在界面和晶界處存在許多傳輸勢壘和缺陷陷阱狀態(tài)會對PSC產(chǎn)生負面影響，從而降低了效率，穩(wěn)定性并增加了磁滯效應。進一步控制鈣鈦礦層中的形貌，晶界，晶粒尺寸，電荷復合和缺陷態(tài)密度對于提高光伏性能和穩(wěn)定性是必需的。
有鑒于此，麻省理工Mohammad Mahdi Tavakoli、Pankaj Yadav總結(jié)了PSC中相關(guān)添加劑工程的研究進展，包括物理和化學鈍化以及使用各種有機和無機添加劑來解決這些問題。因為鈣鈦礦層中的晶界和表面缺陷在復合，載流子壽命和電荷傳導中起著重要作用，所以作者主要關(guān)注鈣鈦礦活性層中的鈍化技術(shù)及其對PSC光伏性能和穩(wěn)定性的影響。
Tavakoli, M. M. Yadav, P. etal. A Review on the Aspects of Additive Engineering in Perovskite Solar Cells.JMCA 2019.
DOI: 10.1039/C9TA07657C
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ta/c9ta07657c
6. 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
譚海仁團隊報道了一種使用SnO2-KCl復合材料作為電子傳輸層的平面鈣鈦礦太陽能電池，SnO2-KCl復合材料具有接觸和晶界鈍化的雙重功能。當采用組成為（FAPbI3）0.95（MAPbBr3）0.05的鈣鈦礦型太陽能電池時，該策略可將開路電壓從1.077 V提高到1.137 V，相應的效率從20.2％提高到22.2％。
SimultaneousContact and Grain‐Boundary Passivation in Planar Perovskite Solar Cells UsingSnO2‐KCl Composite Electron Transport Layer，AEM，2019
https://doi.org/10.1002/aenm.201903083
7. 黃勁松Sci. Adv.: 量身定制溶劑配位，高速室溫刮涂大面積鈣鈦礦薄膜
小面積鈣鈦礦光伏電池的效率已提高到25％以上，而大多數(shù)報道的制造方法無法轉(zhuǎn)移到可擴展的制造工藝中。黃勁松團隊報告了一種通過調(diào)整溶劑配位能力在環(huán)境條件下以99 mm/s的速度快速刮除大面積鈣鈦礦薄膜的方法。
將揮發(fā)性非配位溶劑與Pb2+和低揮發(fā)性配位溶劑混合使用，可以在室溫下實現(xiàn)快速干燥和較大的鈣鈦礦晶粒。可復制的制造產(chǎn)生的模塊認證效率為16.4％，面積為63.7 cm2。該方法可以用于各種鈣鈦礦組合物。鈣鈦礦組件還顯示出-0.13％/°C的較小溫度系數(shù)，經(jīng)過58次遮光后幾乎可以完全恢復效率，遠好于商用硅和薄膜太陽能組件。
Tailoring solvent coordination for high-speed,room-temperature blading of perovskite photovoltaic films, Science Advances,2019
DOI: 10.1126/sciadv.aax7537
https://advances.sciencemag.org/content/5/12/eaax7537
8. JMCA綜述: 高效無空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽能電池
在過去的十年中，鈣鈦礦太陽能電池（PSC）取得了巨大的成功，其效率可與傳統(tǒng)硅基器件相媲美。在商業(yè)化的道路上，降低生產(chǎn)成本和降低工藝的復雜性將更具競爭力，因此，無空穴傳輸層倒置（無HTL）PSC得以開發(fā)，并引起了廣泛的關(guān)注。迄今為止，倒置無HTL的PSC的效率已經(jīng)超過20％，并且在連續(xù)照明1000h后可以保持90％的初始效率，顯示出其巨大的應用潛力。
近日，青島科技大學Zhongmin Zhou聯(lián)合中國科學院青島生物能源與過程研究所Shuping Pang總結(jié)了無HTL倒置PSC的發(fā)展和進展。作者討論了無HTL倒置結(jié)構(gòu)（包括柔性和半透明器件）的通用性和穩(wěn)定性。最后，提出了有前途的研究方向，以進一步推進無HTL倒置PSC的商業(yè)化。
Zhou, Z. Pang, S.Highly efficient inverted hole-transport-layer-free perovskite solar cells.JMCA 2019.
DOI: 10.1039/C9TA10694D
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ta/c9ta10694d
9. Nano Energy: 3.6％記錄效率！無鉛鉍基鈣鈦礦太陽能電池
由于鉛基有機-無機雜化電池的鉛毒性，鉍基無鉛鈣鈦礦太陽能電池是其有希望的替代材料之一，但是基于單組分三鹵化鉍的器件的效率較差。中科大的楊上峰，國家納米中心的丁黎明和吉林大學的Lijun Zhang團隊構(gòu)建了原位相分離的Cs3Bi2I9和Ag3Bi2I9組分組成的體異質(zhì)結(jié)（BHJ）鉍基鈣鈦礦太陽能電池，實現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的3.6％的效率和高開路電壓達到0.89 V。
BHJ結(jié)構(gòu)的形成導致Cs3Bi2I9的晶粒尺寸增加，并且Ag3Bi2I9的晶粒取向最佳化，并且實現(xiàn)了II型能帶對準，從而有利于激子分離和電荷載流子傳輸。Cs3Bi2I9-Ag3Bi2I9 BHJ器件表現(xiàn)出極好的熱穩(wěn)定性，在85 oC下加熱450 h后，仍保持約90％的初始效率。在概念驗證方面的突破為高效無鉛鈣鈦礦太陽能電池鋪平了道路。
BulkHeterojunction Gifts Bismuth-Based Lead-Free Perovskite Solar Cells with RecordEfficiency, Nano Energy, 2019
DOI:10.1016/j.nanoen.2019.104362.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519310766
10. 南方科大 Nano Energy: 20.86％效率！N型共軛聚合物電子傳輸層助力高效鈣鈦礦電池
富勒烯及其衍生物通常在倒鈣鈦礦太陽能電池（PSC）中用作電子傳輸層（ETL），因為它們顯示出合適的能帶排列和良好的電子遷移率。但是，基于富勒烯的ETL通常會由于界面缺陷而導致低開路電壓，并且其光化學和熱穩(wěn)定性也很差。南方科大的何祝兵和Xugang Guo 團隊將兩種n型聚合物PBTI和PDTzTI用作反向PSC中的ETL，它們分別是基于聯(lián)噻吩酰亞胺和噻吩噻唑酰亞胺的。
由于PDTzTI ETL具有高電子遷移率，良好的能級配準以及界面陷阱/缺陷的鈍化，因此其最佳效率為20.86％，優(yōu)于PBTI和PCBM ETL。由于具有高度疏水性和聚合物的可移動離子阻斷能力，與PCBM相比，基于PDTzTI ETL的器件還具有出色的長期和運行穩(wěn)定性。結(jié)果表明，合理選擇ETL對倒置平面PSC中的器件效率和穩(wěn)定性有很大影響，而新型n型聚合物可能是倒置平面PSC中理想的替代ETL。
N-type conjugated polymer as efficientelectron transport layer for planar inverted perovskite solar cells with powerconversion efficiency of 20.86%
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104363
11. Mater. Horiz.：通用綠色反溶劑作用于中間相控制的高效甲基鈣鈦礦太陽能電池的機理
鈣鈦礦太陽能電池（PSC）具有許多出色的性能，因而被認為是下一代能源領域的佼佼者。然而，盡管已將許多反溶劑用于處理具有不同組成的各種鈣鈦礦，但其結(jié)晶機理仍不清楚。近日，上海交通大學Chun-Chao Chen和香港大學Wallace C. H. Choy團隊研究了一系列綠色反溶劑（即乙醚，乙醚，茴香醚，二異丙醚（DIE）和二丁醚）對鈣鈦礦結(jié)晶的影響。
作者發(fā)現(xiàn)中間相的形成在很大程度上取決于反溶劑的極性。確實，通過明智地控制反溶劑的極性，有可能形成純的中間相，而沒有PbI2或鈣鈦礦相，且通過熱退火，鈣鈦礦的結(jié)晶得到改善。經(jīng)過一系列表征，作者將DIE鑒定為具有通用鈣鈦礦相容性的綠色反溶劑，對于Cs/FA，F(xiàn)A/MA，Cs/FA/MA，獲得的最高PCE分別為20.05％, 20.15％,21.26％ 。此外，這些具有高PCE的PSC可重復性得到明顯提高。這項工作有助于理解反溶劑的極性，也為生產(chǎn)PSC提供了更綠色的方法。
Luyao Wang, Xin Wang, Lin-Long Deng, ShibingLeng, Xiaojun Guo, Ching-Hong Tan, Wallace C.H. Choy, Chun Chao Chen. TheMechanism of Universal Green Antisolvent for Intermediate Phase ControlledHigh-Efficiency Formamidinium-Based Perovskite Solar Cells. Mater. Horiz.,2019.
DOI：10.1039/C9MH01679A
https://doi.org/10.1039/C9MH01679A
