文章一
在过去十年中，钙钛矿太阳能电池（pero-SCs）经历了快速发展。然而，目前仍缺乏系统性研究来探讨用于硅太阳能电池工作寿命评估的经验规则是否适用于钙钛矿太阳能电池。人们普遍认为，由于报道的暗态自修复效应，钙钛矿太阳能电池在日夜循环条件下表现出更高的稳定性。然而，苏州大学李耀文&张晓宏&林雪平大学高峰研究团队发现高效FAPbI3钙钛矿太阳能电池在自然日夜循环模式下的降解实际上要快得多，这质疑了基于连续模式测试来估算钙钛矿太阳能电池操作寿命的广泛接受方法。研究团队揭示，关键因素在于钙钛矿在工作过程中因热胀冷缩而产生的晶格应变，这种效应在连续光照模式下会逐渐松弛，但在循环模式下会同步循环。循环模式下的周期性晶格应变导致操作期间深陷阱积累和化学降解，降低了离子迁移势，从而缩短了器件寿命。 研究团队引入了苯硒氯（Ph-Se-Cl）来调节钙钛矿在日夜循环期间的晶格应变，经过改性后，器件的认证效率达到了26.3%，且在循环模式下的T80寿命提高了10倍。
在昼夜循环工作模式下，PCE 衰减更快，循环晶格应变更快 图源：公开网络
研究围绕基于SnO₂/FAPbI₃/PEAI/Spiro-OMeTAD结构的钙钛矿太阳能电池，重点探讨了其在连续光照和昼夜循环条件下的性能退化。研究发现，在自然昼夜循环模式下，由于温度波动（25°C至55°C），晶格应变不断积累，导致电池退化速度加快，而在连续光照条件下，退化相对缓慢。此外，温度波动对钙钛矿材料FAPbI₃的晶格畸变和对称性变化有显著影响，进而加速器件的退化。
昼夜循环工作模式下的缺陷演化、离子迁移动力学和应力演化 图源：公开网络
通过使用掠入射广角X射线散射（GIWAXS）和热导纳谱等技术，研究还发现，昼夜循环模式下深陷阱密度显著增加，这与晶格应变和离子迁移有关。为了解决这一问题，研究引入了Ph-Se-Cl添加剂，该添加剂通过调节钙钛矿的晶格应变，有效减少了因温度变化引发的晶格畸变，显著提升了电池的稳定性。在昼夜循环模式下，添加了Ph-Se-Cl的器件表现出更长的寿命和更高的效率稳定性，达到未封装钙钛矿电池中的最佳结果之一。
通过 Ph-Se-Cl 改性减轻循环晶格应变。图源：公开网络
这项研究表明，通过调控晶格应变可以大幅提升钙钛矿电池在动态环境中的稳定性，为其未来商业化应用提供了新的思路和技术支持。
pero-Ph-Se-Cl基器件的稳定性 图源：公开网络
文章二
获得高质量、微米级的钙钛矿薄膜是实现高效稳定的p-i-n型钙钛矿太阳能电池的关键，但这一任务仍然面临重大挑战。北京大学朱瑞&龚旗煌&牛津大学Henry J. Snaith&剑桥大学Samuel D. Stranks&宁波东方理工大学Han Bing&北京航空航天大学Luo DeYing研究团队报告了一种有效方法，通过在稳定的气氛中让高米勒指数取向的晶粒在低米勒指数取向的晶粒上生长，形成连贯的晶界，从而制备出高质量、微米级的甲脒基钙钛矿薄膜。所得微米级钙钛矿薄膜的晶界和晶粒均得到优化，展现出稳定的材料特性和卓越的光电性能。小面积太阳能电池的效率达到了26.1%。1平方厘米器件和5厘米×5厘米小型组件的效率分别达到了24.3%和21.4%。在稳定气氛中处理的器件在所有四个季节均表现出高度的可重复性。封装后的器件在室温下的光和热应力条件下均展现出卓越的长期稳定性。
图源：公开网络
研究团队的光学模拟结果表明（基于FA的钙钛矿组分），通过将薄膜厚度从500纳米增加到1000纳米，p-i-n型钙钛矿太阳能电池堆叠中的JSC有相当大的提升空间，特别是在600纳米、800纳米和1000纳米的薄膜厚度处出现特定的峰值。然而，微米级厚度的钙钛矿薄膜中缺陷的增加可能会抵消增加薄膜厚度所带来的潜在光学优势。因此，提高微米级厚度钙钛矿薄膜的质量是必要的。
为此，研究团队制造了一系列以基于甲脒的钙钛矿薄膜为特征的器件，其厚度从200纳米到1100纳米不等。这是通过改变前驱体浓度和控制环境处理温度得到的。相应Jsc模拟数据显示发现，在600纳米至1000纳米的薄膜厚度范围内，器件的IQE似乎接93%，但当钙钛矿薄膜更薄或更厚时，IQE会下降。而钙钛矿厚度为1000纳米的器件的外部量子效率（EQE）光谱在500-800纳米的长波长范围内表现出增强，这是由于随着厚度的增加，钙钛矿层内的光学腔效应得到改善，光学功率密度增强。
文章三
制造可扩展的全钙钛矿叠层太阳能电池被认为是商业化钙钛矿光伏组件的一条有吸引力的途径。然而，由于大规模宽带隙（WBG）钙钛矿太阳能电池（PSCs）的不均匀性，1平方厘米规模的全钙钛矿叠层太阳能电池的认证效率落后于其小面积的同类产品。南京大学谭海仁&吉林大学张立军&剑桥大学Samuel D. Stranks等人发现了在沉积电子传输层（ETL，C60）时形成的不良的ETL界面也是限制器件性能的重要因素。通过引入4-氟苯乙胺（F-PEA）和4-三氟甲基苯基铵（CF3-PA）的混合物来创建一个定制的二维钙钛矿层（TTDL），其中F-PEA在表面形成二维钙钛矿，减少了接触损失和不均匀性，而CF3-PA则增强了电荷的提取和传输。因此，研究团队在1.77电子伏特宽带隙的钙钛矿太阳能电池中实现了1.35伏的高开路电压和20.5%的效率，器件面积为1平方厘米。通过将其与窄带隙钙钛矿子电池堆叠，报道了面积为1.05平方厘米的全钙钛矿叠层电池，其效率达到28.5%（认证效率为28.2%），这是迄今为止报道的最高效率。
钙钛矿薄膜和器件的均匀性 图源：公开网络
研究团队将两种修饰剂结合起来，以相互补充：一种是F-PEA，它能形成均匀的界面，但电荷载体传输较差；另一种是CF3-PA，它能增强电荷传输，但存在不均匀性。将这种策略称为定制二维钙钛矿层（TTDL）（见图d）。TTDL钙钛矿确实表现出了最高的PL强度、PL映射图的均匀性（见图1b）以及EQE曲线中的JSC（见图c，18.4 mA/cm² 149）。与对照组样品（图a）相比，在沉积C60后，TTDL堆叠的标准偏差没有显著变化（图e）
具有增强均匀性的定制二维钙钛矿层的形成机制和功能 图源：公开网络
文章四
近年来，钙钛矿已被广泛应用于串联式单片叠层太阳能电池（TSCs）中，以突破单结太阳能电池所受的肖克利-奎伊瑟（Shockley–Queisser）极限。钙钛矿/有机叠层太阳能电池由宽带隙（WBG）钙钛矿太阳能电池（pero-SC）作为前电池和窄带隙有机太阳能电池（OSC）作为后电池组成，因具有良好的稳定性和潜在的高功率转换效率（PCE）而备受关注。然而，WBG钙钛矿太阳能电池通常表现出比常规钙钛矿太阳能电池更高的电压损失，这限制了叠层太阳能电池的性能。其中一个主要障碍来自钙钛矿/C60界面的界面复合，因此开发有效的表面钝化策略以提高钙钛矿/有机叠层太阳能电池的PCE至关重要。中科院化学所李永舫&孟磊&波茨坦大学Felix Lang研究团队开发了一种新的表面钝化剂——环己烷1,4-二碘二铵，它天然包含两种异构结构，铵基位于己烷环的同侧或异侧，这两种异构体表现出完全不同的表面相互作用行为。顺式CyDAI2钝化处理减少了带隙为1.88 eV的WBG钙钛矿太阳能电池的准费米能级分裂（QFLS）与开路电压（Voc）之间的不匹配，并将其Voc提升至1.36 V。将经顺式CyDAI2处理的钙钛矿与带隙为1.24 eV的窄带隙有机活性层相结合，所构建的单片钙钛矿/有机叠层太阳能电池表现出26.4%的PCE（经认证为25.7%）。
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