文章介绍>>

金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）被认为是最有前途的光伏器件之一，其配置可分为n–i–p（正式）和p–i–n（倒置）结构。在过去几年中，钙钛矿电池发展迅速，认证的功率转换效率已达到26.1%，达到其他商用太阳能电池的标准。然而，到目前为止，只有几十项研究实现了>25%的光电转换效率。尽管有许多综述从不同的角度介绍了钙钛矿太阳能电池，但仍没有文章关注并系统地综述超高效率钙钛矿太阳能电池。为了钙钛矿光伏产业的进一步发展，必须储备大量掌握最新技术的优秀人才。本文系统地综述了高效率PSCs（>25%）的最新进展。从电子传输层（ETL）、空穴传输层（HTL）、钙钛矿层及其之间的界面开始，重点阐述了晶体调控、缺陷钝化、界面和结构设计在设计、制备高效率PSC中的重要性。最后，我们基于当前的研究结果提出了一些观点，以进一步提高PSC的效率并促进其商业化。

总体上，大多数高效率的PSCs都采用多种策略以同时解决组份层和界面的问题，相应的开路电压（Voc）、短路电流（Jsc）和填充因子（FF）都不能低，且至少有一个尤为突出的参数。在后续的研究中，从PSCs的效率的角度，需要做出更多的努力：1. 更深入地理解钙钛矿晶体生长和缺陷钝化机制、设计更有效的器件和能带结构。2. 结合其他太阳能电池的优势构建叠层太阳能电池（如Si/钙钛矿、钙钛矿/Cu(InGa)Se2和全钙钛矿叠层太阳能电池），以突破单节PSCs的理论效率极限。3. 实现高效率都是使用成熟的旋涂方法制备小面积（低于0.1 cm2）器件，而大面积（超过100 cm2）器件效率仍远低于实际应用的要求。4. 最重要的一点提出普适的方法解决钙钛矿中缺陷、界面、离子迁移和结构相变等引起的长期运行不稳定性的问题。通过上述努力有助于推动PSCs尽快的商业化和工业化。

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Citation：

Cao F, Bian L, Li L. Perovskite solar cells with high-efficiency exceeding 25%: a review. Energy Mater. Devices, 2024, 2(1), 9370018.

DOI:

https://doi.org/10.26599/EMD.2024.9370018

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作者简介>>

李亮，苏州大学，物理科学与技术学院，院长，教授，博导，国家杰出青年基金获得者。2006年博士毕业于中国科学院固体物理研究所，2007年至2012年先后在NUS、AIST、NIMS和UWO工作，2012年入职苏州大学。先后承担多项科技部、基金委和省市级项目。团队主要围绕光电功能材料进行研究，应用于太阳能电池、光电探测器和光电化学电池等领域。

曹风人，苏州大学，物理科学与技术学院，副研究员，硕导。2014和2019年分别于苏州大学获得学士学位和博士学位。博士毕业后留校继续进行相关方向的研究。目前主要从事光电转换材料设计、物理机制与原型器件（尤其是基于纳米结构的光电探测器）方面的研究。

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