1. Science：GuaSCN助力高效Sn-Pb全钙钛矿串联太阳能电池

基于全钙钛矿的多晶薄膜串联太阳能电池具有提供> 30％效率的潜力。然而，基于全钙钛矿的串联器件的性能受到缺乏高效率，低带隙Sn-Pb混合钙钛矿太阳能电池（PSC）的限制。近日，美国国家可再生能源实验室 Kai Zhu、Joseph J. Berry以及托莱多大学鄢炎发使用硫氰酸胍（GuaSCN）显著改善Sn-Pb混合，低带隙（~1.25电子伏特）钙钛矿薄膜的结构和光电性能，其缺陷密度低10倍，载流子寿命大于1微秒，扩散长度为2.5微米。这些改进的特性使1.25-eV，低带隙PSC器件效率> 20％。当与更宽的带隙PSC结合使用时，研究人员们可获得25％效率的4端和23.1％效率的2端全钙钛矿型多晶薄膜串联太阳能电池。

Tong, J., Song, Z., Kim, D.H., Berry, J. J., Yan, Y., Zhu, K., et al. Carrier lifetimes of >1 μs in Sn-Pb perovskites enable efficient all-perovskite tandem solar cells . Science, 2019.

DOI: 10.1126/science.aav7911

https://science.sciencemag.org/content/early/2019/04/17/science.aav7911

2. Joule：双功能氮化钛触点用于高效硅太阳能电池

高性能钝化接触是高效晶体硅（c-Si）太阳能电池的先决条件。阿卜杜拉国王科技大学Stefaan De Wolf团队提出了一种基于磁控溅射沉积的氮化钛（TiN）的策略。TiN利于电子传导，阻挡空穴。TiN与超薄SiO₂钝化层（SiO₂ /TiN）结合是在c-Si上的有效电子选择性接触，具有16.4 mΩ.cm²的低接触电阻率和约500 fA/cm²的复合电流参数。通过实现作为表面钝化层和金属电极的双功能SiO₂/TiN接触，基于简单结构的n型c-Si太阳能电池实现了20％效率。这项工作展示了以低成本开发具有双功能金属氮化物触点的高效n型c-Si太阳能电池的方法。

Yang, X.; Liu, W.; De Bastiani, M.; Allen, T.; Kang, J.; Xu, H.; Aydin, E.; Xu, L.; Bi, Q.; Dang, H.; AlHabshi, E.; Kotsovos, K.; AlSaggaf, A.; Gereige, I.; Wan, Y.; Peng, J.; Samundsett, C.; Cuevas, A.; De Wolf, S. Dual-Function Electron-Conductive, Hole-Blocking Titanium Nitride Contacts for Efficient Silicon Solar Cells. Joule, 2019.

DOI: 10.1016/j.joule.2019.03.008

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435119301023#!

3. Joule：通过抑制复合在背接触钙钛矿结构中提取长程电荷

金属卤化物钙钛矿是一种新兴的可溶液加工的半导体，用于高效太阳能电池，具有长的光生电荷扩散长度。剑桥大学Felix Deschler等人研究了金属卤化物钙钛矿背接触器件中的电荷提取和复合。在横向分离的SnO₂和NiO_x的电子和空穴传输层料上制备钙钛矿薄膜。在照射时，在SnO₂（NiO_x）上产生的电子（空穴）快速转移到包埋的收集电极层，留下空穴（电子）作为钙钛矿层中的多数载流子横向扩散。在这些条件下，研究发现复合被强烈抑制。得到的表面复合速率低于2 cm s^-1，这接近高质量硅的数值。同时，发现扩散长度超过12 μm，比垂直堆叠架构高出了一个数量级。因此，制造背接触太阳能电池，其短路电流高达18.4 mA cm^-2，外量子效率达到70％。

Tainter, G. D.; Hörantner, M. T.; Pazos-Outón, L. M.; Lamboll, R. D.; Āboliņš, H.; Leijtens, T.; Mahesh, S.; Friend, R. H.; Snaith, H. J.; Joyce, H. J.; Deschler, F. Long-Range Charge Extraction in Back-Contact Perovskite Architectures via Suppressed Recombination. Joule, 2019.

DOI: 10.1016/j.joule.2019.03.010

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435119301047#!

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4. AFM：溶剂对2D钙钛矿载流子传输性质的影响

由于具有良好的稳定性和光电性能，低纬钙钛矿半导体引起了人们的极大关注。然而，2D钙钛矿中电荷传输不良的问题限制了其应用。近日，美国国家可再生能源实验室Fei Zhang和Kai Zhu研究团队对中间控制晶体生长的研究改善了二维钙钛矿薄膜中的载流子传输性能。研究结果表明，溶剂与钙钛矿前驱体的配位强度影响中间相形成的初始状态以及随后的钙钛矿层生长。研究人员通过调节溶剂组合（DMF：DMSO=5：5）实现高度取向的2D钙钛矿膜的生长，改善了光电性质，因此，基于DMF / DMSO（5：5）的钙钛矿太阳能电池比基于纯DMF的器件提高> 80％的效率。

Gao, L. Zhang, F. Zhu, K. et al. Improving Charge Transport via Intermediate-Controlled Crystal Growth in 2D Perovskite Solar Cells. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201901652

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201901652

5. AEM：9.7％效率！无镉Cu₂ZnSnS₄薄膜太阳能电池

Cu₂ZnSnS₄（CZTS）薄膜太阳能电池的吸光层可以通过热处理过程的参数变化来改变带隙大小。乌普萨拉大学Jes K. Larsen课题组比较了在硫气氛中退火时间变化和吸光层的有序化处理的效果。由于有序化引起的表面化学变化，并观察到价带边缘的降低。为了获得不同的能带对准，该CZTS吸光层与Zn_1-xSn_xO_y（ZTO）或CdS缓冲层结合，制备完整的器件。对于具有CdS缓冲层的有序CZTS吸光层，获得809 mV的高开路电压，而利用无Cd的ZTO的器件获得9.7％效率。

Jes K. Larsen, Fredrik Larsson, Tobias Törndahl, Nishant Saini, Lars Riekehr, Yi Ren, Adyasha Biswal, Dirk Hauschild, Lothar Weinhardt, Clemens Heske, Charlotte Platzer‐Björkman. Cadmium Free Cu₂ZnSnS₄ Solar Cells with 9.7% Efficiency. Advanced Energy Materials, 2019.

DOI: 10.1002/aenm.201900439

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201900439

6. AFM：效率超过20%，室温半月板涂覆钙钛矿太阳能电池

香港理工大学深圳研究院Gang Li团队通过层流气刀辅助室温弯月面涂覆钙钛矿，在原位UV-vis和显微镜的辅助下，研究了钙钛矿成核和晶体生长的基本机制。通过对成膜的深入理解，成功地证明了无回滞的钙钛矿太阳能电池，其效率高达20.26％（0.06 cm²）和18.76％（1 cm²）。

Hu, H.; Ren, Z.; Fong, P. W. K.; Qin, M.; Liu, D.; Lei, D.; Lu, X.; Li, G. Room-Temperature Meniscus Coating of >20% Perovskite Solar Cells: A Film Formation Mechanism Investigation. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201900092

https://doi.org/10.1002/adfm.201900092

7. Adv. Sci.：CsPbBr₃纳米晶体用于高效，稳定和彩色钙钛矿太阳能电池

无机钙钛矿量子点可用作有效的发光下转换层，用于传统钙钛矿太阳能电池中的紫外阻挡和转换。吉林大学Hongwei Song、Dali Liu和杰克逊州立大学Qilin Dai展示了通过在器件结构中集成CsPbBr₃的新单元配置。改进的器件效率可达20.8%，实现多种颜色的荧光。

Cong Chen，Yanjie Wu，Le Liu，Yanbo Gao，Xinfu Chen，Wenbo Bi，Xu Chen，Dali Liu，Qilin Dai，Hongwei Song. Interfacial Engineering and Photon Downshifting of CsPbBr₃ Nanocrystals for Efficient, Stable, and Colorful Vapor Phase Perovskite Solar Cells. Advanced Science, 2019.

DOI: 10.1002/advs.201802046

https://doi.org/10.1002/advs.201802046

8. AMI: 有机和钙钛矿太阳能电池中的胺基界面工程

溶液处理的有机太阳能电池（OSC）和混合钙钛矿太阳能电池（PvSC）通常需要具有低功函数的适当透明电极，这改善了电子提取，增加了内置电势并抑制了电荷重组。因此，阴极和光活性层之间的界面改性剂在OSC和PvSC中起重要作用，因为它们提供合适的能级对准，抑制界面处的电荷载流子复合。

近日，韩国科学技术联合大学院大学Chang Eun Song和韩国化学技术研究所Won Suk Shin通过引入胺基界面改性剂（ABIM）来增强电子传输能力。在ABIM中，包含倒置OSC的聚乙烯亚胺乙氧基化（PEIE）由于大的界面偶极矩而显示出从0.32％到9.83％增强的功率转换效率（PCE）速率，导致阴极和光活性层之间良好能级匹配。此外，研究人员通过使用富勒烯衍生物，非富勒烯受体和钙钛矿层的不同光活性层来探索PEIE ABIM的多功能性。具有PEIE ABIM的倒置非富勒烯OSC和平面n-i-p PvSCs显示的PCE率分别为11.88％和17.15％。

Rasool, S., Khan, N., Song, C. E., Shin, W. S., et al. Amine-based Interfacial Engineering in Solution-Processed Organic and Perovskite Solar Cells. ACS Applied Materials & Interfaces, 2019.

DOI: 10.1021/acsami.9b03298

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsami.9b03298

9. AEM：15.05％！反向分级2D钙钛矿太阳能电池

二维钙钛矿（RPPs）已成为一种有前景的太阳能电池材料。近日，大连理工Jijun Zhao研究团队提出了一种以环己烷甲胺（CMA）作为间隔阳离子的新型RPP。与先前报道的RPP不同，(CMA)₂(MA)_n-1Pb_nI_3n+1（MA为CH₃NH₃⁺，n= 1,2,3 ......）的沉积膜表现出具有反向梯度量子阱（QW）分布的多个相；小n值（n = 2）RPP位于表面，大n（n≥10）RPP位于底部。

这有三个优点：（a）外部的小n RPP可以作为防潮的稳定的屏障，保护脆弱的大n RPP晶格免受水分子的攻击。（b）它在不同相之间形成II型带对准，这有利于自驱动电荷传输。（c）分级QW的结构扩大了光子收集的范围。归因于这些特性，（CMA）₂（MA）₈Pb₉I₂₈太阳能电池效率高达15.05％， 具有1.10 V的高开路电压。此外，该器件显示出长期稳定性，在相对湿度为40-70％的环境条件下暴露4600小时后仍保持约95％的初始效率。

Wei, Y. Zhao, J. et al. Reverse-Graded 2D Ruddlesden–Popper Perovskites for Efficient Air-Stable Solar Cells. Advanced Energy Materials, 2019.

DOI: 10.1002/aenm.201900612

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201900612

10. Nano Lett.：倒置20.6%！聚合物优化PCBM电子传输层

富勒烯衍生物，例如PCBM，被广泛用作倒置钙钛矿太阳能电池（PSC）中的电子传输层（ETL）。由于其低的电子迁移率，实现高质量成膜的复杂性以及钙钛矿/PCBM界面处的严重非辐射复合导致倒置PSC相比于正置PSC效率较低。近日，宾夕法尼亚州立大学Shashank Priya和大连化物所、陕师大Shengzhong (Frank) Liu提出了一种克服这些挑战的有效策略，即将共轭的n型聚合物材料与PCBM混合在一起，形成具有高电子迁移率和合适能级（HBM）连续膜。

研究发现HBM薄膜完全覆盖钙钛矿表面以增强电子提取。由于相对介电常数大，HBM的临界电子捕获半径从PCB的14.89 nm减小到12.52 nm，导致钙钛矿/HBM界面处的非辐射复合减少。基于HBM ETL的倒置PSC的效率超过20.6％，填充因子高达0.82。此外，由于HBM ETL的高疏水性，器件的稳定性得到很大改善。在45天后的环境空气条件下，基于HBM显示的倒置PSC的效率保持为初始值的80％，显著高于对照组（48%）。该工作将进一步推进高效稳定的倒置PSC的发展。

Yang, D. Priya, S. Liu, S. et al. Stable Efficiency Exceeding 20.6% for Inverted Perovskite Solar Cells through Polymer-Optimized PCBM Electron-Transport Layers. Nano Letters, 2019.

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b00936

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.nanolett.9b00936

11. EES：22.19%！乙酰丙酮锡ETL助力高性能钙钛矿太阳能电池

自钝化氧化锡可促进电子传输、减少迟滞器件特征且稳定性优异，因此显示出巨大潜力。近日，洛桑联邦理工学院Yonghui Lee和Mohammad Khaja Nazeeruddina研究团队报道了一种基于乙酰丙酮化物的新型非胶体氧化锡前驱体。研究结果表明，薄膜中的卤化物残留物对制造的SnO₂薄膜的热耐久性起着重要作用，并且提供钝化层。基于上述策略，研究人员实现了高达22.19％的功率转换效率，此外，大面积器件（15平方厘米）效率达到16.7%。

Abuhelaiqaa, M. Lee, Y. Nazeeruddina,m. k. et al. Stable perovskite solar cells using tin acetylacetonate based electron transporting layers. Energy & Environmental Science, 2019.

DOI: 10.1039/C9EE00453J

https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ee/c9ee00453j

12. AM：13.2%！倒置无机PSC最高效率

CsPbI₃是用于钙钛矿/硅串联太阳能电池的有前途的宽带隙材料，但它们在环境条件下容易经历从立方黑相到正交黄相的相变。这种相变是由水分引起的，这种水分会引起共顶八面体骨架（[PbI₆]^4-）的变形。近日，上海交通大学韩礼元教授研究团队通过系统地控制表面有机末端基团的空间位阻来抑制立方CsPbI₃中[PbI₆]^4-单元的八面体倾斜。

这种空间位阻有效地防止了晶格畸变，从而增加了相变的能垒。研究人员通过X射线衍射测量和密度泛函理论计算验证了该机制。同时，有机覆盖层的形成也可以钝化钙钛矿吸收剂的表面电子陷阱态。基于上述研究，研究人员获得了13.2％ PCE倒置平面钙钛矿太阳能电池，这是由倒置结构无机PSC实现的最高效率。更重要的是，优化的器件在环境条件下老化30天后扔保留了其初始PCE的85％，稳定性得到显著提升。

Wu, T. Han, Y. et al. Efficient and Stable CsPbI₃ Solar Cells via Regulating Lattice Distortion with Surface Organic Terminal Groups. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201900605

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201900605