打破新的记录！该领域中国学者1天4篇Nature

近年来，钙钛矿被广泛应用于串联单片串联太阳能电池（TSCs）中，以克服单结太阳能电池的Shockley-Queisser极限。 由宽禁带钙钛矿太阳能电池（pero-SC）为前电池，窄禁带有机太阳能电池（OSC）为后电池组成的钙钛矿/有机太阳能电池，由于其良好的稳定性和潜在的高功率转换效率（PCE），近年来备受关注。然而，WBG pero-SCs通常表现出比普通pero-SCs更高的电压损失，这限制了 TSCs 的性能。其中一个主要障碍来自钙钛矿/C ₆₀ 界面的界面重组，开发有效的表面钝化策略对于追求更高的钙钛矿/有机tsc的PCE非常重要。

2024年10月14日，中国科学院化学研究所/苏州大学李永舫、 中国科学院化学研究所孟磊及波茨坦大学 Felix Lang 共同通讯在 Nature 在线发表题为“ Isomeric diammonium passivation for perovskite–organic tandem solar cells ”的研究论文，该研究开发了一种新的表面钝化剂环己烷1,4-二碘化二铵（CyDAI ₂ ），它具有两种天然的异构体结构，在己烷环的同侧或对侧分别有铵基（分别为顺式CyDAI ₂ 和反式CyDAI ₂ ），两种异构体表现出完全不同的表面相互作用行为。

顺式 CyDAI ₂ 钝化处理降低了带隙为1.88 eV的WBG pero-SCs的准费米能级分裂(QFLS) -开路电压（Voc）失配，将其V _oc 提高到1.36 V。 将顺式 CyDAI ₂ 处理过的钙钛矿与具有1.24 eV窄带隙的有机活性层相结合，构建的单片钙钛矿/有机TSC的PCE为26.4%（经认证为25.7%）。

另外， 2024年 10月14日，北京大学朱瑞、龚旗煌、英国牛津大学Henry J. Snaith、剑桥大学Samuel D. Stranks、 宁波东方理工大学韩兵 及 北京航空航天大学罗德映共同通讯 在 Nature 在线发表题为 “ Coherent growth of high-Miller-index facets enhances perovskite solar cells ” 的研究论文， 该研究 报告了一种有效的方法，通过形成一致的晶界，在稳定的大气中，高米勒指数取向的晶粒生长在低米勒指数取向的晶粒上，从而产生高质量的、微米厚的甲酰胺基钙钛矿薄膜 。 制备的微米厚钙钛矿薄膜具有增强的晶界和晶粒，具有稳定的材料性能和优异的光电性能。小面积太阳能电池的效率为26.1%。1平方厘米器件和5厘米× 5厘米微型模块的效率分别为24.3%和21.4%。 在稳定气氛中处理的装置都具有很高的再现性。封装的器件在环境空气中的光应力和热应力下都表现出优异的长期稳定性。

2024年 10月14日， 苏州大学李耀文 、 张晓宏、 瑞典林雪平大学高峰 共同通讯 在 Nature 在线发表题为 “ Strain regulation retards natural operation decay of perovskite solar cells ” 的研究论文， 该研究表明 应变调节延缓钙钛矿太阳能电池的自然运行衰变。 研究 发现钙钛矿在运行过程中热膨胀/收缩引起的晶格应变在连续照明模式下逐渐松弛，而在循环模式下同步循环。循环模式下的周期性晶格应变导致深阱积累和运行过程中的化学降解，降低离子迁移电位，从而降低器件寿命。 引入苯基亚硒酰氯（Ph-Se-Cl）来调节钙钛矿在昼夜循环中的晶格应变，在改进后的循环模式下，其效率达到26.3%， T ₈₀ 寿命提高了10倍。

2024年 10月14日， 南京大学 谭海仁、 吉林大学 张立军、英国 剑桥大学 Samuel D. Stranks 共同通讯 在 Nature 在线发表题为 “ Homogenized contact in all-perovskite tandems using tailored 2D perovskite ” 的研究论文， 该研究 发现了另一个导致不均匀性的关键因素——电子传输层（ETL）沉积过程中形成的顶部界面 。 该研究通过将4-氟苯乙胺（F-PEA）和4-三氟甲基苯基铵（CF3-PA）混合来创建一种定制的二维钙钛矿层（TTDL），其中F-PEA在表面形成二维钙钛矿，减少接触损失和不均匀性，CF3-PA增强电荷提取和传输。从而在平方厘米级别的1.77eV宽禁带钙钛矿太阳能电池中实现了1.35V的高开路电压和20.5%的效率。通过与窄带隙钙钛矿亚电池堆叠，该研究报道了1.05 cm ² 的全钙钛矿串联电池，其效率为28.5%（认证为28.2%），是迄今为止所有报道中最高的 。 该研究突出了在扩大钙钛矿太阳能电池规模时，对钙钛矿/电子传输层（ETL）界面进行优化的重要性。