SusMat主编推荐║太阳能电池及器件篇

▲Self-powered broadband kesterite photodetector with ultrahigh specific detectivity for weak light applications.

Guang-Xing Liang, Chuan-Hao Li, Jun Zhao, Yi Fu,  Zi-Xuan Yu, Zhuang-Hao Zheng, Zheng-Hua Su,  Ping Fan, Xiang-Hua Zhang,  Jing-Ting Luo, Liming Ding, Shuo Chen. SusMat, 2023, 3(5): 682-696. https://doi.org/10.1002/sus2.160

深圳大学梁广兴研究员课题组和国家纳米科学中心丁黎明研究员团队基于空气中稳定的乙二醇甲醚溶剂体系，采用溶液旋涂结合后硒化热处理生长高质量的CZTSSe光吸收层薄膜，结合CZTSSe/CdS异质结界面优化，系统调控载流子动力学，成功构建出高性能自驱动CZTSSe薄膜光电探测器。该器件具有300-1300 nm的宽光谱响应，响应度达到1.37 A/W，在5 nW/cm²下的探测度高达4.0×1014 Jones，线性动态范围（LDR）为126 dB，LDR内的最大光开关比为1.3×108，同时具有超快的响应速度（上升/下降时间为16 ns/85 ns），与目前商用或报道较为先进的光电二极管相比也体现出性能优势。此外，该薄膜光电探测器在极弱光探测（低至718 pW）、近红外光成像及基于光电容积描记技术（PPG）的心率监测等领域展现应用潜力。

▲Side-chain symmetry-breaking strategy on porphyrin donors enables high-efficiency binary all-small-molecule organic solar cells.

Wentao Zou, Xu Zhang, Haojiang Shen, Wenqing Zhang, Xinyue Jiang, Liaohui Ni, Can Shen, Longlong Geng, Xiaotao Hao, Yingguo Yang, Xunchang Wang, Renqiang Yang, Yanna Sun, Yuanyuan Kan, Ke Gao. SusMat, 2024, 4(3): e203. 

https://doi.org/10.1002/sus2.203

山东大学高珂教授团队报道了一种侧链对称破坏策略合成了基于卟啉的小分子给体材料（DDPor-DPP和DAPor-DPP）。与它们的对称分子ZnP-TEH相比，不对称结构的材料显示出增大的偶极矩，增强了分子间相互作用，改善了分子的结晶性，为形貌优化提供了可能性。在基于DAPor-DPP的活性层中形成了更紧密、更有序的分子堆积和合适的双连续相分离形貌，从而导致更低的电荷复合和更长的载流子寿命。因此，与基于DDPor-DPP的OSCs（PCE = 14.96%）相比，基于DAPor-DPP:6TIC的器件获得了16.62%的PCE，这是迄今为止报道的同类器件的最高效率之一。

▲Recent advances of carbon nanotubes in perovskite solar cells.

Xiangang Hu, Zhenhua Lin, Liming Ding, Jingjing Chang. SusMat, 2023, 3(5): 639-670.

https://doi.org/10.1002/sus2.158

西安电子科技大学常晶晶教授团队全面总结了碳纳米管在钙钛矿太阳能电池中的各种功能，包括透明电极、空穴/电子传输层、对电极、钙钛矿添加剂以及中间层等。此外，还介绍了碳纳米管在推动柔性和半透明钙钛矿太阳能电池发展方面的应用。最后，展望了碳纳米管在高效稳定钙钛矿器件应用中所面临的挑战和研究方向。

▲Inhibited superoxide-induced halide oxidation with a bioactive factor for stabilized inorganic perovskite solar cells.

Xingxing Duan, Jialong Duan, Naimin Liu, Jiabao Li, Jie Dou, Xinyu Zhang, Qiyao Guo, Yingli Wang, Zhen Wang, Yuanyuan Zhao, Chi Jiang, Jinze Li, Qunwei Tang. SusMat, 2024, 4(4): e233.

https://doi.org/10.1002/sus2.233

单结钙钛矿太阳能电池（PSCs）的认证效率（PCE）在过去十年中迅速提高至26.1%，但运行稳定性差仍然是阻碍其进一步商业化的最大挑战之一。山东科技大学段加龙教授和唐群委教授课题组在全无机钙钛矿太阳能电池的稳定性方面取得进展。首次证明了在全无机钙钛矿CsPbI₂Br薄膜中也存在一种光氧化机制，在光和氧存在下会形成超氧化物，与有机-无机杂化甚至锡基钙钛矿中的降解路径存在显著差异。在全无机钙钛矿中，超氧化物优先氧化键长较长且较弱的Pb-I键为PbO和I₂，留下更稳定的CsPbBr₃。

▲Synthesis of stable iodoplumbate and perovskite for efficient annealing-free device and long-term storage. 

Jihyun Kim, Sang-Won Park, Younghyun Lee, Hideo Hosono, Byungwoo Park, Jinhyun Kim. SusMat, 2023, 3(6)：821-833.

. https://doi.org/10.1002/sus2.163

首尔国立大学Byungwoo Park教授和水原大学Jinhyun Kim教授团队通过利用CsPbBr₃和FAPbI₃，获得了高稳定性碘铅酸盐和钙钛矿晶体，展示出高器件性能和长期溶液存储。

▲Boosting the efficiency of quantum dot–sensitized solar cells over 15% through light harvesting enhancement.Han Song, Haoran Mu, Jian Yuan, Baiquan Liu, Gongxun Bai, Shenghuang Lin. SusMat, 2023, 3(4): 543-554. https://doi.org/10.1002/sus2.144.

松山湖材料实验室林生晃研究团队在提升量子点敏化太阳电池效率方面取得新进展。采用电化学剥离技术制备了具有高吸光特性的少层黑磷量子点（BPQDs），将其沉积到预敏化多元量子点的光阳极表面，实现两种量子点的协同吸收，以提升光阳极的光收集效率，将QDSCs的光电转换效率从14.11%提升到15.66%，该策略为QDSCs中光捕获效率低的问题提供了具体解决方案。这项工作首次将BPQDs引入到QDSCs中，在提升液结QDSCs器件中的光捕获效率方面展示了较大的潜力。

▲Modulating CsPbl₃ crystallization by using diammonium agent for efficient solar cells.

Liming Ding, Xiaoliang Zhang. SusMat, 2023, 3(6). https://doi.org/10.1002/sus2.173

由于显著的热稳定性和光电特性，CsPbI₃在光伏应用领域受到极大关注。北京航空航天大学张晓亮教授团队利用芳香族铵来调控CsPbI₃的结晶性，以实现高效的PSCs。通过系统的实验研究和理论计算，发现HACl₂能在钙钛矿的结晶过程中与其发生强烈耦合，使得钙钛矿成核加快、生长减慢，进而调节其结晶动力学。这项工作为制备具有高光电特性的无机过氧化物光伏材料提供了一条新途径。

▲Nonstoichiometric In–S group yielding efficient carrier transfer pathway in In₂S₃ photoanode for solar water oxidation.

Runyu Chen, Linxing Meng, Changda Wang, Weiwei Xu, Yulong Huang, Li Song, Liang Li. SusMat, 2024, 4(1): 154-165. https://doi.org/10.1002/sus2.185

苏州大学李亮教授和孟林兴研究员团队采用溶剂热退火策略，在In₂S₃光阳极表面原位制备了非化学计量比的In-S(NS)基团，形成了II型载流子转移路径，减少了界面复合。第一性原理计算和研究表明，NS基团是一种优良的析氧助催化剂(OEC)，通过精确改变*到*OH和*O 到*OH的速率控制，有效促进载流子运输，降低表面过电位，增加表面活性位点，加速表面析氧反应动力学。与可逆氢电极相比，在1.23 V下具有5.02 mA cm⁻²的高光电流密度，且起始电位负移310 mV，这些协同效应显著增强了PEC性能。研究在分解水和催化方面具有潜在的应用前景。

“SusMat 期刊最美封面”评选活动正在进行，点击图片进入链接为喜欢的封面投票吧~参与留言还有机会获得三星固态硬盘哦~

排版：兰南