1. Nature Energy：與氟化物的化學鍵合助力穩定的鈣鈦礦太陽能電池
陷在混合鹵化物鈣鈦礦的降解過程中起重要作用，阻礙了它們在太陽能電池中的應用。在所有缺陷中，鹵素陰離子和有機陽離子空位無處不在，促進離子擴散并導致表面和晶界處的薄膜分解。近日，北京大學周歡萍研究團隊利用氟化物高的電負性來同時鈍化陰離子和陽離子空位。經氟化鈉處理，基于(Cs0.05FA0.54MA0.41)Pb(I0.98Br0.02)3 的器件，研究人員獲得了21.46％的功率轉換效率（以及經認證的21.3％效率電池）。在最大功率點運行1,000小時后，該器件可保持其原始功率轉換效率的90％。在第一原理密度泛函理論計算的幫助下，研究人員認為氟離子通過與周圍鉛和有機陽離子的化學鍵的獨特強化來抑制鹵素陰離子和有機陽離子空位的形成。
Li, N. Zhou, H. et al. Cation and anion immobilization through chemical bonding enhancement with fluorides for stable halide perovskite solar cells. Nature Energy 2019.
DOI: 10.1038/s41560-019-0382-6
https://www.nature.com/articles/s41560-019-0382-6
2. ACS Energy Lett.：低聚SiO2包覆鈣鈦礦，實現高效穩定的光伏電池
由缺陷態引起的雜化鈣鈦礦材料的內在不穩定性成為阻礙鈣鈦礦太陽能電池（PSC）商業化的挑戰之一。黃勁松團隊報道了一種簡單的策略，即將鈣鈦礦顆粒包裹在核-殼幾何形狀的低聚SiO2（OS）基質中，這可以鈍化表面和晶界處的缺陷并穩定納米級的晶粒。研究觀察到，OS包裹的鈣鈦礦中陷阱密度顯著降低和載流子壽命延長，p-i-n結構PSC的效率提高了21.5％，具有1.15 V的高開路電壓和81%的填充因子。這種全方位的納米級顆粒包裹使得PSC的操作穩定性得到顯著改善，在全光譜照射下，器件老化超過5200小時后，可保持80％的初始效率。
Bai, Y., Lin, Y. et al. Oligomeric Silica-Wrapped Perovskites Enable Synchronous Defect Passivation and Grain Stabilization for Efficient and Stable Perovskite Photovoltaics. ACS Energy Letters, 1231-1240, 2019
Doi:10.1021/acsenergylett.9b00608.
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.9b00608
3. Nature Commun.：簡單的非稠環電子受體，用于高效穩定的有機太陽能電池
有機半導體結構設計的靈活性賦予有機太陽能電池（OSC）不僅具有很強的功能可調性，而且具有很高的實際應用潛力。浙江大學Chang-Zhi Li通過從單個芳香單元的兩步合成開發簡單的非稠環電子受體，并用于構建有效的OSC。在非共價相互作用下，這些可旋轉的非稠環受體（在溶液中）允許在凝聚的固體中轉變成平面和可堆疊的構象，促進受體不僅可行的溶液加工性，而且還具有優異的膜特性。在由簡單混合物組成的單一和串聯OSC中，可以實現10.27％和13.97％的效率。在連續光照下，非稠環受體及其基于OSC表現出良好的穩定性。該研究為簡單有效的電子受體結構設計提供新的思路。
Yu, Z.-P. et al. Simple non-fused electron acceptors for efficient and stable organic solar cells. Nat. Commun. 10, 2152, 2019
Doi:10.1038/s41467-019-10098-z.
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10098-z
4. NREL最新Joule：柔性最高效率！21.3%效率的全鈣鈦礦串聯太陽能電池
多結全鈣鈦礦太陽能電池通過將多結結構中低熱損耗的優勢與鈣鈦礦的有益特性相結合，即低加工成本，高產量制造和兼容性。然而，實現高效串聯有兩個主要挑戰：（1）設計復合層以有效地組合兩個鈣鈦礦子電池，同時還防止頂部電池處理期間底部電池損壞和（2）實現高開路電壓寬間隙子電池。
美國國家可再生能源實驗室Axel F.Palmstrom等人克服了這兩個挑戰。首先，展示了由具有親核羥基和胺官能團的超薄聚合物組成的成核層，用于通過原子層沉積（ALD）使共形的低導電性鋁氧化鋅層成核。該方法使得ALD生長的復合層能夠減少在現有鈣鈦礦活性層頂部的溶液加工中的分流以及溶劑降解。接下來，展示了一種基于不匹配尺寸（二甲基銨和Cs）的A位陽離子的帶隙調諧策略，以實現具有高穩定電壓的1.7 eV鈣鈦礦。通過結合這些策略，制造了雙端全鈣鈦礦串聯太陽能電池，在剛性基底上的效率為23.1％；在柔性基底上的串聯電池效率為21.3％，這是迄今為止報道的柔性薄膜太陽能電池的最高效率。
Palmstrom, A. F.; Eperon, G. E.; Leijtens, T.; Prasanna, R.; Habisreutinger, S. N.; Nemeth, W.; Gaulding, E. A.; Dunfield, S. P.; Reese, M.; Nanayakkara, S.; Moot, T.; Werner, J.; Liu, J.; To, B.; Christensen, S. T.; McGehee, M. D.; van Hest, M. F. A. M.; Luther, J. M.; Berry, J. J.; Moore, D. T., Enabling Flexible All-Perovskite Tandem Solar Cells. Joule 2019.
Doi:https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.05.009.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435119302521
