1. AFM：最高效率！狹縫涂布-卷對(duì)卷工藝制備鈣鈦礦太陽(yáng)能電池
加熱輔助沉積是一種行業(yè)友好的可擴(kuò)展沉積方法。該制造方法與狹縫模頭涂層一起使用，以通過(guò)卷對(duì)卷工藝制造鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究所Doojin Vak聯(lián)合韓國(guó)光州科學(xué)技術(shù)院Dong‐Yu Kim團(tuán)隊(duì)采用了臺(tái)式槽式模頭涂布機(jī)在空氣中，在剛性基底上進(jìn)行狹縫涂布鈣鈦礦薄膜，證明了該方法的可行性。制造的電池表現(xiàn)出高達(dá)14.7％的效率。基于狹縫涂布制備的鈣鈦礦層和其他溶液處理層，制造的電池的效率可達(dá)11.7％，這是迄今為止從完全卷對(duì)卷加工的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池獲得的最高效率。
Kim, J.‐E., Kim, S.‐S., Zuo, C., Gao, M., Vak, D., Kim, D.‐Y., Humidity‐Tolerant Roll‐to‐Roll Fabrication of Perovskite Solar Cells via Polymer‐Additive‐Assisted Hot Slot Die Deposition. Adv. Funct. Mater. 2019, 1809194.
Doi.org/10.1002/adfm.201809194.
https://doi.org/10.1002/adfm.201809194
2. 港大&南方科大AFM：共軛聚合物提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能
香港大學(xué)的Aleksandra B. Djuri?i?和南方科技大學(xué)的Xugang Guo、何祝兵團(tuán)隊(duì)研究了在鈣鈦礦薄膜沉積的反溶劑處理步驟中添加共軛聚合物劑, 聚（聯(lián)噻吩亞胺）（PBTI）的影響。發(fā)現(xiàn)PBTI結(jié)合在晶界內(nèi)，這使得鈣鈦礦膜結(jié)晶度的改善和缺陷減少。PBTI產(chǎn)生的成功缺陷鈍化降低了復(fù)合損耗，從而提高了效率。此外，光穩(wěn)定性也得到大大改善，這可歸因于減少的離子遷移。與對(duì)照組的18.89％相比，PBTI電池的最佳效率為20.67％，在光照下600小時(shí)后，保持仍超過(guò)70％的初始效率。
Chen, W., Wang, Y., Pang, G., Koh, C. W., Djuri?i?, A. B., Wu, Y., Tu, B., Liu, F.‐z., Chen, R., Woo, H. Y., Guo, X., He, Z., Conjugated Polymer–Assisted Grain Boundary Passivation for Efficient Inverted Planar Perovskite Solar Cells. Adv. Funct. Mater. 2019, 1808855.
Doi.org/10.1002/adfm.201808855
https://doi.org/10.1002/adfm.201808855
3. 中國(guó)過(guò)控所&化學(xué)所Angew：金紅石TiO2電子傳輸層, 制備高效鈣鈦礦太陽(yáng)能電池
中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所Dan Wang和化學(xué)所胡勁松團(tuán)隊(duì)通通過(guò)使用金紅石和銳鈦礦TiO2電子傳輸層（ETL）來(lái)研究在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的結(jié)晶相依賴性電荷收集。研究表明，金紅石型TiO2 ETL增強(qiáng)了電子向FTO的提取和輸送，并且由于其更好的導(dǎo)電性和改善的與MAPbI3層的界面，減少了復(fù)合。此外，這也可歸因于金紅石型TiO2與鈣鈦礦晶粒更好地匹配，并且陷阱密度更小 因此，與銳鈦礦TiO2 ETL相比，基于金紅石TiO2 ETL的MAPbI3 電池具有顯著增強(qiáng)的性能，最高效率為20.9％，開(kāi)路電壓高達(dá)1.17 V。
Dan Wang, Yongling Wang, Jiawei Wa, Jie Ding, Jinsong Hu. Rutile TiO? Electron Transport Layer Enhances Charge Collection for Efficient Perovskite Solar Cells. Angew. Chem. Int. Ed. 2019
Doi:10.1002/anie.201902984.
https://doi.org/10.1002/anie.201902984
4. 蘇州大學(xué)Nano Lett.：NiOx納米陣列用于柔性高效鈣鈦礦太陽(yáng)能電池
蘇州大學(xué)Guifu Zou、Jie Zhao、Hongyou Fan和Zhifeng Huang等人報(bào)道了一種通過(guò)氣相沉積在柔性電極上制造氧化鎳納米陣列（NiOx NaPAs），用于高效鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSC）。NiOx NaPAs對(duì)于光捕獲表現(xiàn)出增強(qiáng)的透光率、阻止激子復(fù)合、促進(jìn)輻照產(chǎn)生的空穴傳輸和收集，并促進(jìn)大鈣鈦礦晶粒的形成。基于剛性和柔性基底的PSC的效率分別為20％和17％。此外，NaPA在彎曲500次后未顯示開(kāi)裂，與機(jī)械模擬結(jié)果一致。這種堅(jiān)固的基底為制造大面積的高性能柔性光電器件開(kāi)辟了新途徑。
Cong, S.; Zou, G.; Lou, Y.; Yang, H.; Su, Y.; Zhao, J.; Zhang, C.; Ma, P.; Lu, Z.; Fan, H.; Huang, Z., Fabrication of Nickel Oxide Nanopillar Arrays on Flexible Electrodes for High-Efficient Perovskite Solar Cells. Nano Lett. 2019.
Doi:10.1021/acs.nanolett.9b00760.
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/pdf/10.1021/acs.nanolett.9b00760
5. Angew：CH3NH3PbI3·DMF復(fù)合物助力高效鈣鈦礦/模塊化電池
近日，京都大學(xué)Atsushi Wakamiya研究團(tuán)隊(duì)引入高純度甲基銨碘化鉛配合物(CH3NH3PbI3·DMF)，作為制備高質(zhì)量鈣鈦礦層的有效前驅(qū)體材料。研究發(fā)現(xiàn)純DMSO溶劑的低揮發(fā)性延長(zhǎng)了低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)程序的允許時(shí)間，并放寬了使用反溶劑時(shí)所需的精確度。熱退火后可產(chǎn)生厚的致密鈣鈦礦層，所制備的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件具有良好的重復(fù)性，功率轉(zhuǎn)換效率高達(dá)19.8％（PCE）。為了證明這種方法也同樣適用于大面積旋涂器件，研究人員成功制備了一個(gè)22.0 cm2的八電池模塊，具有14.2％PCE和8.64 V輸出（1.08 V /電池）。
Ozaki,M. Wakamiya, a. et al. A Purified, Solvent-Intercalated Precursor Complex for Wide Process Window Fabrication of Efficient Perovskite Solar Cells and Modules. Angew. 2019.
DOI:10.1002/ange.201902235
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/ange.201902235
6. AM：2D MoS2材料作為界面層助力高性能鈣鈦礦太陽(yáng)能電池
鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能至關(guān)重要。然而，控制溶液加工的鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶度和取向是具有挑戰(zhàn)性的。近日，香港理工大學(xué)Feng Yan研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道了在MoS2薄片上的MAPbI3鈣鈦礦薄膜的液相范德華外延生長(zhǎng)。在透射電子顯微鏡下，研究人員觀察到鈣鈦礦和MoS2晶格之間的面內(nèi)耦合，導(dǎo)致鈣鈦礦膜具有更大的晶粒尺寸，更低的陷阱密度，以及沿著與MoS2表面垂直的（110）優(yōu)先生長(zhǎng)取向。在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中，MoS2作為鈣鈦礦活性層與空穴層的界面層，提高了鈣鈦礦的結(jié)晶度以及改善了空穴界面提取和轉(zhuǎn)移的速率，功率轉(zhuǎn)換效率相對(duì)提高了15％。這項(xiàng)工作為引入2D材料作為界面層來(lái)制備高性能鈣鈦礦太陽(yáng)能電池和其他光電器件鋪平了道路。
Tang, G. Yan, F. et al. Solution-Phase Epitaxial Growth of Perovskite Films on 2D Material Flakes for High-Performance Solar Cells. AM 2019.
DOI:10.1002/adma.201807689
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201807689
7. Chem. Soc. Rev.：酞菁和卟啉類似物作為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的空穴和電子傳輸材料
已有多個(gè)課題組 以Spiro-OMeTAD作為HTM制備的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率超過(guò)20％，但由于使用摻雜的Spiro-OMeTAD，它們的穩(wěn)定性仍然是商業(yè)化的瓶頸。近日，洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院Mohammad Khaja Nazeeruddin 和馬德里自治大學(xué)Toma′s Torres針對(duì)該問(wèn)題發(fā)表長(zhǎng)篇綜述，作者分析了含有酞菁和卟啉大環(huán)化合物的空穴和電子傳輸材料對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池穩(wěn)定性和效率的影響。研究發(fā)現(xiàn)，這些大環(huán)化合物在鈣鈦礦表面上的π-π堆疊取向?qū)τ诖龠M(jìn)垂直電荷傳輸是重要的，導(dǎo)致高功率轉(zhuǎn)換效率。
Urbani, M. Nazeeruddin , M. K. Torres, T. et al. Phthalocyanines and porphyrinoid analogues as hole- and electron-transporting materials for perovskite solar cells. Chem. Soc. Rev. 2019.
DOI: 10.1039/c9cs00059c
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/cs/c9cs00059c
8. 謝菲爾德大學(xué)EES：柔性背接觸鈣鈦礦太陽(yáng)能微模塊
近日，謝菲爾德大學(xué)David G. Lidzey研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)將甲基銨碘化鉛鈣鈦礦沉積到微米尺寸的凹槽中來(lái)制造背接觸鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。 通過(guò)壓印聚合物基板產(chǎn)生V形槽，使用定向蒸發(fā)技術(shù)將不同的電荷選擇性電極沉積在槽的壁上。 各個(gè)凹槽充當(dāng)光伏器件，具有高達(dá)7.3％的功率轉(zhuǎn)換效率。 通過(guò)串聯(lián)多個(gè)凹槽，研究人員創(chuàng)建了集成微模塊，可構(gòu)建高達(dá)近15 V的開(kāi)路電壓，功率轉(zhuǎn)換效率超過(guò)4％。 所創(chuàng)建的設(shè)備完全靈活，并適用于卷對(duì)卷處理的技術(shù)進(jìn)行處理。
Wong-Stringer, M. Lidzey, D. G. et al. A flexible back-contact perovskite solar micro-module.
DOI:10.1039/c8ee03517b
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ee/c8ee03517b
