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研究背景與挑戰(zhàn)鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）面臨的主要挑戰(zhàn)是長期操作穩(wěn)定性，特別在高溫與光照結(jié)合的「光熱應(yīng)力」條件下。鈣鈦礦材料的固有軟晶格特性導(dǎo)致碘容易從晶體中逃逸，造成碘損失及光伏性能衰退。 揮發(fā)性碘分子(I2)會穿透載流子傳輸層，侵蝕頂部金屬電極，形成自我加速的降解循環(huán)。現(xiàn)有穩(wěn)定策略包括改善結(jié)晶質(zhì)量、缺陷鈍化及分子碘捕獲設(shè)計，但傳統(tǒng)分子設(shè)計依賴的凡德瓦爾斯相互作用或氫鍵結(jié)合力較弱（結(jié)合能 ΔEbinding 0.6 eV），且大尺寸陽離子容易去質(zhì)子化，導(dǎo)致碘保留能力不
突破鹵化物分布難題，高效率疊層電池寬能隙鈣鈦礦在疊層太陽能電池中面臨嚴峻挑戰(zhàn)：當溴碘比例超過20%時，PbBr2和PbI2傾向形成不同中間復(fù)合體，導(dǎo)致富溴相優(yōu)先成核，造成鹵素離子空間分布極度不均，引發(fā)組分偏析和體積缺陷。南京大學(xué)譚海仁教授、Kong Wenchi教授團隊在《ACS Energy Letters》發(fā)表突破性研究，開發(fā)中間組分工程（ICE）策略，以PbCl2和過量MABr替換部分PbBr2，誘導(dǎo)形成亞穩(wěn)態(tài)二維中間相A2PbIxBr3?xCl。該技術(shù)成功實現(xiàn)寬能隙鈣鈦礦太陽能電池（1.
研究背景與挑戰(zhàn)• 高效能鈣鈦礦太陽能電池的挑戰(zhàn)核心： 盡管金屬鹵化物鈣鈦礦因其光電特性，已大幅提升了太陽能電池的性能，并使得PSCs的功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）不斷逼近理論極限，但其優(yōu)化過程仍存在顯著障礙。• 小分子電洞選擇性材料的固有問題：。均勻沉積與分子聚集問題： 現(xiàn)有的小分子電洞選擇性材料，尤其是在溶液制程中，難以實現(xiàn)均勻沉積并有效抑制分子聚集。例如，常見的Me-4PACz分子在溶液中會顯著聚集，其粒徑隨儲存時間顯著增大。。效率、重現(xiàn)性與穩(wěn)定性的負面影響： 這種不均勻沉
研究背景與挑戰(zhàn)近年來，鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)中自組裝單分子層(SAMs)的應(yīng)用研究顯示，其作用機制與傳統(tǒng)界面偶極設(shè)計原則存在顯著差異，特別是在n-i-p結(jié)構(gòu)中用作電子選擇分子層(ESMLs)時。這種偏離傳統(tǒng)理論的現(xiàn)象促使研究者重新審視SAMs的實際作用機制，主要體現(xiàn)在以下三個方面：設(shè)計原則的理論矛盾：p-i-n結(jié)構(gòu)中的電洞萃取自組裝單分子層(HSSAMs)采用給電子性質(zhì)的苯胺基單元，卻能有效提高透明導(dǎo)電氧化物(TCO)的功函數(shù)，這與傳統(tǒng)認為吸電子基團應(yīng)提高功函數(shù)的理論相矛盾。表面摻雜機制的
研究背景與挑戰(zhàn)鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池因能突破單結(jié)電池的效率極限，成為下一代光伏技術(shù)的重要候選。特別是在工業(yè)化紋理硅基板上，此技術(shù)展現(xiàn)出優(yōu)異的光捕獲能力與成本效益，具備良好的產(chǎn)業(yè)化前景。然而，其商業(yè)化仍面臨關(guān)鍵技術(shù)瓶頸：核心挑戰(zhàn)一：制程中的薄膜穩(wěn)定性問題混合兩步蒸發(fā)-溶液沉積法雖能實現(xiàn)與紋理硅底層的共形接合，但制程需在高溫（~150°C）及高濕度（~40% RH）環(huán)境下進行空氣退火此條件導(dǎo)致鈣鈦礦薄膜表面因高溫濕氣雙重作用而嚴重分解核心挑戰(zhàn)二：PbI2副產(chǎn)物的負面效應(yīng)薄膜分
研究背景與挑戰(zhàn)鈣鈦礦-有機串迭太陽能電池（POTSCs）憑借其能帶可調(diào)性優(yōu)勢，理論上具備突破單接面電池Shockley-Queisser極限的潛力。相較于其他串迭技術(shù)，POTSCs具有優(yōu)勢：鈣鈦礦層的紫外濾光特性提升操作穩(wěn)定性，全薄膜結(jié)構(gòu)支持高產(chǎn)量卷對卷制程，且可于常規(guī)環(huán)境下在柔性基板上加工，特別適用于建筑整合、車輛整合及可攜式電子產(chǎn)品等應(yīng)用。然而，POTSCs發(fā)展面臨關(guān)鍵技術(shù)瓶頸：目前已認證效率（24.7%）仍低于全鈣鈦礦串迭電池（28.2%）及鈣鈦礦-CIGS串迭電池（24.2%）。造成此效
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