德州扑克

近日德州扑克 教师高蔚茵以第一作者、德州扑克 为第一单位在《Advanced Materials》(JCR、中科院分区双一区TOP期刊，IF=26.8)期刊上发表了题为“Interface Matters: Boosting Efficient Pb-Sn Perovskite SolarCells for All-Perovskite Tandem Photovoltaics”的论文。

金属卤化物钙钛矿太阳能电池在过去十年中取得了显著进展，但其单结器件的效率受限于肖克利-奎伊瑟理论极限。为突破这一瓶颈，构建叠层太阳能电池成为最有效途径。全钙钛矿叠层电池因其低成本、高效率和柔性兼容性备受关注，其中窄带隙铅-锡混合钙钛矿子电池负责吸收红外光子，其性能直接决定叠层器件的整体表现。然而，Sn²⁺易氧化、结晶过程难以控制、薄膜缺陷密度高以及界面能级不匹配等问题，导致严重的非辐射复合损失、载流子扩散长度不足和提取效率低下，制约了单结铅-锡电池达到约32%的理论效率极限，也阻碍了叠层电池向约46%的理论效率迈进。近年来，界面工程策略在抑制缺陷、优化能级排列和提升稳定性方面展现出巨大潜力，推动单结铅-锡电池效率超过24%，叠层电池效率突破30%。因此，系统总结当前铅-锡钙钛矿界面工程的进展，建立研究范式，对实现高性能叠层器件的可持续发展具有重要意义。

该综述聚焦Pb-Sn钙钛矿太阳能电池（PSCs）的界面工程，在这项研究中，研究人员全面综述了铅-锡钙钛矿太阳能电池中界面工程的最新进展，深入分析了晶界、埋底界面和顶部界面三类关键界面的科学问题与解决方案。研究指出，晶界处Sn²⁺氧化和电荷俘获是主要瓶颈，研究人员开发了多种功能分子通过锚定效应稳定Sn²⁺并调控结晶动力学，例如采用半胱氨酸盐酸盐将Sn⁴⁺比例从58.5%降至27.7%，使叠层器件效率达25.7%。针对埋底界面，研究总结了PEDOT: PSS空穴传输层的改性策略，包括添加交联剂、表面模板工程和开发氧化镍等替代材料，其中草酸修饰的PEDOT: PSS使单结电池效率提升至22.56%。对于顶部界面，研究阐述了表面钝化和二维/三维异质结构建方法，如乙二胺二碘化物处理显著降低缺陷密度，实现单结效率22.9%。研究特别强调，多界面协同优化是进一步提升性能的关键，例如采用天冬氨酸盐酸盐同时调控三个界面，使叠层电池效率达27.84%并保持2000小时稳定性。这些进展为铅-锡钙钛矿的界面设计提供了系统的理论指导和实验依据。

这项系统综述明确了界面工程在推动铅-锡钙钛矿太阳能电池和全钙钛矿叠层电池发展中的核心作用。当前，实验室级叠层器件效率已达30.6%，展现了巨大应用潜力，但向产业化迈进仍面临高质量厚膜制备、长期运行稳定性、柔性器件机械可靠性以及大面积模组效率保持等关键挑战。未来研究需聚焦三个方向：一是开发原位监测与机器学习相结合的智能制备技术，实现厚膜结晶过程的精准控制；二是构建从体相钝化到外部封装的多层级保护体系，提升器件在湿热、光照和氧气环境下的稳定性；三是探索适用于柔性衬底的动态界面分子，增强机械应力耐受性。此外，推进大面积涂布技术、优化器件架构设计并建立有效封装标准，是实现商业化生产的必由之路。随着学界与产业界协同深化，界面工程将继续作为推动全钙钛矿叠层光伏技术突破的关键引擎，为下一代高效、稳定、柔性的清洁能源解决方案奠定基础。

相关论文信息：//doi.org/10.1002/adma.202521789