苏州大学材料与化学化工学部李耀文教授课题组（硕士研究生曹建磊）在柔性宽带隙钙钛矿太阳能电池领域取得新突破。柔性WBG钙钛矿太阳能电池具有构筑高效叠层太阳能电池的独特优势。具有低温加工和优异稳定性的NiOx是制备柔性WBG钙钛矿太阳能电池的理想空穴传输层。然而，钙钛矿埋底界面存在大量缺陷以及NiOx和钙钛矿界面结合力较弱，严重影响了柔性器件的效率和机械稳定性。本研究通过引入多功能分子N-乙酰-L-谷氨酸（NALG）开发了一种埋底界面修饰策略来解决上述问题。NALG作为桥连分子可以分别与NiOx和钙钛矿结合，能够钝化界面缺陷以及增强钙钛矿的结晶。此外，NALG作为桥连分子大幅增强了NiOx和钙钛矿

甲脒铅卤化物（FAPbI3）因其带隙接近肖克利-奎塞尔极限（1.48 eV），在高效钙钛矿太阳能电池（pero-SC）中具有很高的应用前景。FAPbI3钙钛矿通过碘化铅（PbI2）和碘化甲脒（FAI）之间的反应形成，产生非光活性黄色δ相或黑色α相。通常，由于PbI2和FAI之间的高反应速率，钙钛矿薄膜在退火初期在优先形成δ-FAPbI3，即使在热退火后也仍然存在。这些δ相杂质充当缺陷，对和器件的性能和长期稳定性造成负面影响。此外，PbI2和FAI的高反应速率导致钙钛矿薄膜的快速生长，最终导致薄膜中晶粒尺寸较小。因此，延缓PbI2和FAI之间的反应对于提高FAPbI3钙钛矿薄膜的质量至关重要。本

加工溶剂的选择对于优化活性层形貌至关重要，苏州大学李耀文教授及其合作者开发了一种新型受体材料BTP-TO2，其分子设计在苯并三唑单元的中心氮原子上引入了寡乙二醇侧链。通过同步辐射X射线散射、吸收，中子散射等先进技术，并结合分子动力学等理论计算，详细绘制了给体、受体材料与各种不同溶剂之间的分子相互作用及溶液中多种分子构象行为图谱。这套形貌控制原则适用于多种溶剂，包括环境友好型绿色溶剂，并最终制备出系列溶剂非敏感型有机太阳能器件。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41560-024-01678-5

苏州大学材料与化学化工学部李耀文教授课题组（硕士研究生亢帅青和本科生王子越）在钙钛矿/有机叠层太阳能电池领域取得新突破。宽带隙（WBG）钙钛矿薄膜的表/界面缺陷与界面能级失配是导致严重非辐射复合及载流子输运损失的核心问题，严重影响器件的效率和稳定性。为解决这一问题，本研究提出了一种基于准二维/三维钙钛矿异质结调控策略，采用1,3-丙二胺氢碘酸盐（PDADI）对WBG钙钛矿进行后处理，不仅降低了薄膜表面的缺陷态密度，还诱导生成了高n值Dion-Jacobson型准2D/3D钙钛矿。准2D/3D钙钛矿可以与体相3D钙钛矿构建Type-II型异质结能带结构，从而加速界面载流子抽提，实现中间复合层处电

金属卤化物钙钛矿受软晶格本征属性影响，提升其稳定性成为能否商业化的关键科学问题。目前，关于钙钛矿太阳能电池稳定性的评估仍多数采用ISOS协议，该协议通常只涉及一个或两个特定的环境变量。然而，在实际应用中，钙钛矿太阳能电池历经昼夜循环，该模式涉及多种外界环境变化，例如周期性的光照、温度波动等，使得钙钛矿的降解过程更加复杂。迄今为止，相关机制尚不清楚。针对上述问题，本工作首先研究了钙钛矿太阳能电池在连续光照和昼夜循环工作模式下的降解行为，发现在昼夜循环模式下温度波动会诱导钙钛矿晶格膨胀收缩，从而产生周期性的晶格应力变化，诱导产生更多深能级缺陷，加速钙钛矿的离子迁移，导致电池性能快速衰减。基于此，本

由于具有光吸收系数、长电荷载流子扩散长度以及可调节的带隙，有机-无机卤化铅钙钛矿太阳能电池（pero-SCs）在过去几十年中引起了全球的关注，并且最近已获得26.1%的认证功率转换效率（PCE）。在卤化铅钙钛矿中，甲脒三碘化铅（FAPbI3）钙钛矿因其卓越的热稳定性和接近由肖克利-奎伊瑟极限确定的最佳带隙，已被证明是一种很有前途的活性层，展现出最高效pero-SCs。然而，其光活性立方相（α-FAPbI3相）在室温下很容易转变为非光活性的宽带隙六方相（δ-FAPbI3相），因为NH2CH=NH2+（FA+）较大的离子半径（253 pm）使得容忍因子接近上限，导致[PbI6]4-八面体网络趋于扭

苏州大学材料与化学化工学部李耀文教授课题组（本科生王子越）在钙钛矿/有机叠层太阳能电池领域取得新突破。针对经溶液处理的多晶I/Br混合卤素宽带隙钙钛矿薄膜在表面和晶界处易形成高密度缺陷，缺陷的形成会导致载流子非辐射复合，从而影响电池的光电转换效率这一问题，本研究设计合成了一种新型哌嗪类铵盐PZOI用于钙钛矿薄膜表面的后处理。研究结果表明，PZOI分子可以和钙钛矿中残留的卤化铅组分PbX2（X：I, Br）反应，在三维钙钛矿表面和晶界处生成n = 4的二维钙钛矿，成功消除了钙钛矿薄膜中的Pb0深能级缺陷；DFT理论计算显示PZOI末端的羟基还可以与未配位Pb2+相互作用，进一步减少浅能级缺陷。此

全溶液加工的有机太阳能电池是可印刷光伏电池的最终目标，但由于顶部电极接触不良而产生的电损耗极大地限制了效率的提高。为了解决该问题，苏州大学李耀文教授等人利用银纳米线（AgNWs）作为骨架，氧化锌纳米粒子（ZnO-NPs）作为基质构建了溶液加工的混合顶电极。在构建骨架时，首先采用旋涂冲洗处理来减少包裹在AgNW周围的残留的绝缘聚乙烯吡咯烷酮，以促进骨架中AgNW之间的紧密接触。然后，将ZnO-NPs沉积到AgNWs骨架上，桥接AgNWs骨架与底层ZnO-NPs电子传输层(ETL)。底层ZnO-NPs ETL还可以诱导ZnO-NPs基质的生长，以最大限度地减少晶格失配，从而创建从ETL到AgNWs

柔性钙钛矿太阳能电池（pero-SCs）因其高柔韧性、重量轻、可大规模印刷等优点，成为颠覆现有硅基光伏的有希望的技术，引起了广泛关注。然而，其在多次弯曲后器件性能会发生急剧下降，且性能降解机理尚不明确，严重阻碍了柔性pero-SCs的实际应用。本文率先系统地研究了柔性钙钛矿在机械应力下的降解行为，并观察到“破坏”位点（初始裂纹）首先发生在多晶钙钛矿薄膜中，在外力的作用初始裂纹会向下扩展，最终延伸到界面，触发界面剥离裂纹，使得器件性能急剧下降。为了同时抑制钙钛矿内部的初始裂纹以及界面处的剥离裂纹，本文引入了具有三个立体交联位点的交联分子——季戊四醇三丙烯酸酯（PETA），在器件内部自上而下构筑了

目前，实验室高效率OSCs的活性层大部分基于氯仿溶液加工。然而，高毒性、低沸点氯仿的快速挥发会造成薄膜不均匀，严重阻碍了OSCs的产业化进程。而当使用高沸点、非卤溶剂加工活性层时，缓慢的溶剂挥发会延长分子聚集时间，导致小分子受体过度聚集，电池性能衰减严重。苏州大学李耀文教授等人设计合成了客体材料BTO-BO，并将其引入到绿色溶剂制备的混合膜中。BTO-BO提供了大量晶种作为成核位点，并通过其与L8-BO之间的氢键作用引发了高速率、高密度的异相成核，抑制了分子的过度聚集，获得了具有纳米尺度相分离形貌的大面积活性层。基于该策略，在甲苯溶剂中制备了纪录效率的小面积OSCs（PCE：19.42%，认证

苏州大学材料与化学化工学部李耀文教授课题组（硕士研究生张植朝）在钙钛矿/有机叠层太阳能电池领域取得重大突破。针对顶电池中混合卤素宽带隙钙钛矿在光照下会发生卤素离子迁移和相分离，由此引起的能量损失严重限制了钙钛矿/有机叠层电池性能的提升这一问题，本研究提出一种I/Br/SCN的拟三卤素合金钙钛矿模型，对宽带隙钙钛矿的宏观结晶形貌、微观晶格组分以及器件光伏性能进行链条式研究，全面抑制了卤素离子在晶格和薄膜中的迁移与相分离，降低了单结宽带隙钙钛矿太阳能电池的能量损失，并获得了具有世界纪录认证效率（25.06%）的钙钛矿/有机叠层太阳能电池。该研究解决了宽带隙钙钛矿中卤素相分离这一长期制约叠层电池效率

高效率OSCs的活性层通常由有毒溶剂氯仿加工制备，不适合工业化生产。此外，活性层在印刷过程中，不可控温度依赖的流体力学和溶剂挥发动力学会破坏大面积活性层的均一性，导致组件效率远低于相应的小面积OSCs。苏州大学李耀文教授等人揭示了大面积活性层不均匀的原因：（1）高沸点绿色溶剂缓慢挥发导致分子聚集；（2）湿膜中温度梯度分布引起的Marangoni效应。我们提出了快速固化策略，其可以调节湿膜上方气体流速来精确控制溶剂的挥发速率，在室温下加速溶剂挥发，有效抑制了分子聚集；此外，室温处理可以避免温度/表面张力梯度，从根源上抑制Marangoni效应。基于此策略，15.64 cm2组件的PCE高达16.

由于钙钛矿本征离子特性，较差的湿度稳定性是制约Pero-SCs商业化的关键因素。紫外光固化外部封装策略是防止环境水汽与钙钛矿器件直接接触的有效途径，但常见的紫外光固化胶（UVCAs）与Pero-SCs直接接触会导致PCE迅速衰减，因而无法应用于高密封性的全覆盖式封装。为解决这一问题，苏州大学李耀文教授等人探究了UVCAs中的单体诱导Pero-SCs效率衰减的诱导因素：（1）小分子小尺寸的单体易渗透进入Pero-SCs内部，形成绝缘屏障从而阻碍界面电荷抽提；（2）高极性单体会分解钙钛矿晶格。基于上述认知，设计了聚异丁烯二丙烯酸酯（PIBA）作为大分子单体，增大的分子尺寸避免了单体分子的层间渗透行

非掺杂空穴传输层（HTL）在增强钙钛矿太阳能电池（pero-SCs）方面至关重要。然而，这些HTL材料的传统加工涉及使用有毒溶剂，这引起了严重的环境问题，使其不适合大规模工业生产。因此，迫切需要开发使用绿色溶剂加工的非掺杂HTL材料，以促进高性能pero-SCs的生产。目前已经开发了几种策略来同时提高这些材料的溶解度并调节分子堆叠以实现高空穴迁移率。本文对开发由绿色溶剂加工的非掺杂HTL材料所使用的方法进行了全面概述。首先，简要概述了绿色溶剂和汉森溶解度参数的基本信息，这些信息可以作为优化HTL材料分子设计的指导方针。其次，讨论了分子结构、在绿色溶剂中的溶解度、分子堆叠和器件性能之间的内在关系