90后中国女博导，3篇Nature、Science正刊后，再发IF=83.5的Nature子刊！

第一作者：蒋琦

通讯作者：蒋琦、朱凯

通讯单位：国家可再生能源实验室（美国）

论文速览：

高性能倒置结构（p–i–n）钙钛矿太阳能电池（PSCs），因其快速提升的光电转换效率、易于规模化制造、可靠的运行和与各种钙钛矿基串联器件配置的兼容性，正日益受到商业化的重视。

本论文首先总结了电荷传输材料的关键进展，这些进展对提升光电转换效率至关重要。其次，讨论了有前景的钙钛矿组成和制造方法，并强调了通过添加剂工程改善钙钛矿层以及针对埋层或顶部钙钛矿表面层的界面工程策略。第三，回顾了串联器件的进展，特别关注互连层的优化。接着，总结了提高p–i–n PSCs稳定性的现状和策略，尤其是考虑到户外应用的挑战。最后，提供了未来研究方向和挑战的展望。

图文导读：

图1：常规（n–i–p）和倒置（p–i–n）结构的典型钙钛矿太阳能电池结构。

图2：用于高效p–i–n钙钛矿太阳能电池的代表性电荷传输材料的分子结构和功能层的能级图。

图3：添加剂工程在钙钛矿中的应用。

图4：钙钛矿–电子传输层界面工程的三种策略。

图5：钙钛矿-空穴传输层底部界面工程。

图6：基于钙钛矿的串联器件。

图7：钙钛矿太阳能电池稳定性的优化策略。

图8：双面钙钛矿太阳能电池。

总结展望：

本论文指出，p–i–n PSCs的效率自2022年以来已迅速提升至超过25%，其稳定性也通过了多项IEC标准。这一进展归功于空穴传输层（HTL）的发展、钙钛矿沉积和界面工程的进步。尤其是，针对特定的钙钛矿组成或接触层，常常需要HTL处理、钙钛矿层或界面的添加剂使用等特定改性，以获得良好的性能。未来研究应更专注于提高长期运行稳定性，尤其是在户外测试条件下。此外，对于模块化应用，需要更多关注从电池层面到模块层面稳定性挑战的转变，并开发相应的克服策略。

文献信息：

标题：Rapid advances enabling high-performance inverted perovskite solar cells

期刊：Nature Reviews Materials

DOI：10.1038/s41578-024-00678-x

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