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1. Nat. Commun.:26.46%的创纪录效率!钙钛矿/有机叠层太阳能电池
真空辅助混合沉积法因其便于放大生产、能够实现保形生长且避免使用有毒溶剂等优势,已被广泛应用于宽带隙(WBG)钙钛矿。然而,对于薄膜基叠层太阳能电池性能提升至关重要的宽带隙钙钛矿(>1.8 eV)的生长,在混合沉积过程中仍难以实现充分控制。
在本研究中,新加坡国立大学侯毅等人引入了丙胺盐酸盐(PACl),在退火过程中,其显著增强了(100)晶面的面内堆叠,有效调控了1.84 eV宽带隙钙钛矿的定向晶体生长。这种方法降低了缺陷密度,并相应地提高了载流子扩散长度。
因此,混合沉积的宽带隙钙钛矿(>1.8 eV)太阳能电池实现了17.48%的最大效率和超过1.315 V的开路电压(Voc)。当将其与有机子电池集成于两端叠层结构中时,该叠层器件展现出26.46%的创纪录效率,并在0.05 cm²的有效面积上获得了25.82%的认证效率。
2. Nature:26.7%效率新纪录!钙钛矿/有机叠层太阳能电池
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钙钛矿和有机半导体材料的宽带隙可调性为钙钛矿-有机串联太阳能电池的开发提供了理论上的高效潜力。然而,目前报道的钙钛矿-有机串联太阳能电池的认证效率仍低于单结钙钛矿太阳能电池,主要原因是窄带隙有机子电池的近红外光电流不足。
本研究新加坡国立大学侯毅等人设计并合成了一种不对称非富勒烯受体(NFA)P2EH-1V,通过单侧共轭π桥将其光学带隙降至1.27 eV,同时保持了理想的激子解离和纳米形貌。瞬态吸收光谱证实了P2EH-1V向给体PM6的高效空穴转移。基于P2EH-1V的器件在保持电荷生成效率的同时,将非辐射电压损失降至0.20 eV。有机底电池实现了17.9%的效率,短路电流密度(Jsc)高达28.60 mA cm⁻²。
此外,通过最小化界面复合损失,钙钛矿顶电池实现了1.37 V的开路电压(Voc)和85.5%的填充因子(FF)。这些进展使得钙钛矿-有机串联太阳能电池在大于1 cm²的孔径面积上实现了26.7%的创纪录效率(认证效率26.4%)。
1. Wang, YD., Jia, Z., Liu, S. et al. Regulating wide-bandgap perovskite face-on stacking in hybrid-deposited perovskite/organic tandem solar cells. Nat Commun16, 6142 (2025).
https://doi.org/10.1038/s41467-025-61404-x
2. Jia, Z., Guo, X., Yin, X. et al. Efficient near-infrared harvesting in perovskite–organic tandem solar cells. Nature (2025).
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09181-x
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