能源周报：Nature、Nat. Energy、Angew、AM、Matter等大合集！

温馨提示：本推文包含21篇文献，预计阅读时间约21min，大家挑感兴趣的关注。p.s.文末会附有过去三周周报链接。

1. Adv. Funct. Mater.：用于提高镁硫电池性能的多金属氧酸盐改性隔膜

镁硫电池由于其高体积能量密度、安全性和成本效益，作为锂电池系统的候选者引起了相当多的关注。然而，已知的可溶性多硫化物在充电和放电过程中的穿梭效应会导致容量快速衰减并阻碍硫基电池技术的实现。随着正极设计和电解质配方的方法，隔膜的功能化可以用来抑制多硫化物穿梭。在这项研究中，通过静电纺丝技术制备了涂覆有十钒酸盐基多金属氧酸盐（POM）簇/碳复合材料的玻璃纤维隔膜，并研究了其对电池性能和抑制多硫化物穿梭的影响。具有这种涂层的隔膜和无腐蚀性的Mg[B(hfip)₄]₂ 电解质的镁硫电池显示出显着增强的可逆容量和循环稳定性。隔膜的功能改性为改进金属硫电池提供了一种有前景的方法。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202100868

2. Adv. Mater. ：气蒸金属有机框架法制备锌离子储能能力和超稳定性增强的磷掺杂开放式碳笼

碳微纳米笼在电化学储能系统中受到了极大的关注。在这里，作为概念验证，设计了一种固态气蒸金属有机骨架方法来制造壁上开口可控的碳笼，以及氮，磷掺杂剂。这种开放式碳笼利用其壁上大开孔增强传质动力学和碳基体中氮、磷掺杂有利于锌离子化学吸附的优点，作为先进的水基锌离子混合超级电容器的碳正极，在0.1Ag⁻¹下表现出2.0V的宽工作电压和225mAh g⁻¹的容量，并且具有高达30万次的超长循环寿命。特别是，作为电极材料的开放式碳笼制备了软封装锌离子电容器器件，提供了97WH kg⁻¹的高能量密度和6.5kW kg⁻¹的超高功率密度。此外，该器件可以在从−25°C到+40°C的宽温度范围内工作，覆盖了日常实际应用的温度。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202101698

3. Adv. Energ. Mater.：基于PANI@rGO/MXenes电极和水凝胶电解质的生物相容性、高性能、湿粘性、可伸缩全水凝胶超级电容器植入物

功能性生物电子植入物需要能量存储单元作为电源。目前的储能植入物面临着平衡因素的挑战，包括高性能、生物相容性、适形粘附性和与软组织的机械相容性。研制了一种轻质、薄、可伸缩、湿式粘合剂的全水凝胶微型超级电容器，具有较高的面电容(45.62Fg⁻¹)和能量密度(333WH cm⁻²，4.68WH kg⁻¹)。该全水凝胶微超级电容器由聚苯胺@氧化石墨烯/MXenes凝胶电极和水凝胶电解质组成，其界面牢固交联，具有高效稳定的电化学性能。通过心肌细胞和小鼠模型评价了该全水凝胶微电容器的体内外生物相容性。后者将全水凝胶微型超级电容器植入小鼠心脏两周后，进行组织学、免疫染色和免疫荧光分析。这些研究为生物电子学提供了很有前途的储能模块，并为未来电子系统的生物集成提供了曙光。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202101329

4. Adv. Energ. Mater.：用于高能量和长寿命锌离子混合电容器的镁离子电解质添加剂的机理见解

电解质阳离子添加剂策略为开发高能、长寿命的水基锌离子混合电容器提供了一条通用的途径。然而，在采用双离子电解液的锌基体系中，储能和锌负极保护的机理还不清楚。本文提出了阳离子和阴离子同时吸附/解吸的锌离子混合电容器的双电荷储存机制，以及镁离子添加剂使Zn₄SO₄(OH)₆·xH₂O在普通硫酸锌水溶液中的可逆形成。理论计算证实，镁离子添加剂的自愈静电屏蔽效应和溶剂化-鞘层结构的调节是观察到均匀的锌沉积和枝晶抑制的原因。结果表明，与纯2摩尔硫酸锌电解液相比，储能容量提高了50%，循环寿命延长，10000次循环后的容量保持率达到98.7%。这项工作突出了水基器件中双离子载流子储能机制电解质设计朝着高能量密度和长循环寿命方向发展的有效性。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202101158

5. Adv. Funct. Mater.：具有扩展层间距的四丁基铵插层 1T-MoS₂纳米片垂直耦合在 2D 分层 MXene 上，用于高性能锂离子电容器

二维1T相MoS₂(1T-MoS₂)纳米片具有金属导电性和更大的层间距，被认为是一种高电位锂存储电极材料，但在水介质中存在热力学不稳定性，严重阻碍了电化学性能。本文提出了一种通用的制备热力学稳定的1T-MoS₂/Mxene异质结构的策略，即用含四丁基氢氧化铵的分层Ti₃C₂T_x Mxene分散体(d-Ti₃C₂T_x)制备热力学稳定的1T-MoS₂/Mxene异质结构。二维Ti₃C₂T_x为MoS₂提供了更均匀的成核位，TBA⁺离子可以嵌入到MoS₂中，诱导半导体2H向1T的相变。此外，1T-MoS₂和d-Ti₃C₂T_x的电化学优势可以通过构建有序的异质结构结合起来。由于1T MoS₂超大的夹层间距和TBA⁺的嵌入，以及Li⁺的快速扩散能垒的降低，实现了优异的倍率性能。随后，以1T-MoS₂/d-Ti₃C₂T_x为负极，以微/介孔结构的分级多孔石墨烯纳米复合材料为正极，组装了锂离子电容器。该集成电路的能量密度高达188WH kg⁻¹，超高功率密度达13kW kg⁻¹,5000次循环后容量保持率高达83%。本研究展示了1T-MoS₂/d-Ti₃C₂T_x异质结作为高性能锂离子电容器负极的广阔前景。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202104286

6. Adv. Funct. Mater.：同时具有高效率和高能量密度的非对称三层全聚合物介电复合材料：针对先进储能电容器的新型设计

聚合物介电材料因其在先进储能电容器方面的巨大潜力，在世界范围内引起了广泛的关注。到目前为止，人们已经开发出各种有效的策略来改善聚合物介质固有的低能量密度。然而，能量密度的提高往往伴随着放电效率的降低，这不利于实际应用，值得关注。为了同时获得高能量密度和高放电效率，本文报道了由线性介电层和非线性介电层组成的过渡层的独特设计。结果表明，非线性介质层具有较高的能量密度，而线性介质层具有较高的放电效率。尤其是过渡层能有效地均匀电场分布，从而大大提高击穿强度和能量密度。特别是同时获得了89.9%的高效率和12.15J cm⁻³的高能量密度。非对称三层全聚合物设计策略代表了实现高性能介质储能材料的新途径。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202100280

7. Adv. Funct. Mater.：基于分级排列碳纳米管激光辅助构建的超高面电容柔性超级电容器

电化学储能是实现清洁、可持续能源供应的关键技术。在这方面，超级电容器因其具有高功率密度和长循环寿命等优异性能而备受关注。然而，活性材料与衬底的结合强度较差，活性材料负载量较低，比电容较小，阻碍了器件整体性能的提高。本文研究了一种基于铝微网的层状垂直定向碳纳米管的超高面电容柔性超级电容器。有趣的是，铝微栅基钒碳纳米管具有超高的负载量(13 mg cm^-2)，所制备的钒碳纳米管电极表现出优异的电化学性能，包括在13 mA cm^-2电流密度下的面电容为1300mF cm^-2，在130 mA cm^-2电流密度下循环20000次后的保持率为90%。此外，分级的钒碳纳米管电极在用Na₂SO₄-PVA组装成准固态超级电容器时表现出优异的机械柔性。该器件的电容在不同角度下几乎不变。这项研究展示了基于铝微电网的层次式垂直定向碳纳米管作为高性能、柔性和可穿戴的储能设备电极的巨大潜力。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202104531

8. Nature：电池单粒子离子动力学的光学跟踪

推动锂离子电池技术发展的关键，是在现实条件下，特别是快速充电，在纳米到中尺度上实时跟踪和理解功能材料中发生的动态过程的能力。电池运行期间锂离子动力学的成像，目前需要复杂的同步辐射X射线或电子显微镜技术，这些技术不适合高通量材料筛选。这限制了快速和合理的材料改进。在这里，本文介绍了一种简单的基于实验室的光学干涉散射显微镜，用于解析电池材料中的纳米锂离子动力学，并将其应用于跟踪典型阴极材料LixCoO₂的单个粒子在电极基体中的循环。本文直观地观察了绝缘体到金属、固溶体和锂有序相变，并确定了锂在单粒子水平上的扩散速率，确定了不同的充放电机制。最后，本文捕捉到与Li_0.5CoO₂成分的单斜晶格畸变相关的不同晶体取向之间畴边界的动态形成。本文的方法的高通量特性允许在整个电极上对许多粒子进行取样，并且在将来能够探索位错、形貌和循环速率对电池退化的作用。本文成像概念的普遍性意味着它可以应用于研究任何电池电极，更广泛地说，离子传输与电子或结构变化有关的系统。这些系统包括纳米离子膜、离子导电聚合物、光催化材料和忆阻器。

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https://doi.org/10.1038/s41586-021-03584-2

9. Angew. Chem. Int. Ed.：稳定全固态Li/NMC811电池阴阳界面的氟化聚草酸电解质

相对狭窄的电化学稳定窗口和较低的离子电导率是Li⁺导电固体聚合物电解质（SPE）面临的两大挑战。本文制备了一系列聚草酸酯（POE）结构；其中，由POE组成的奇数碳二醇比由POE组成的偶数碳二醇具有更高的离子电导率，而由POE组成的丙二醇（C5-POE）具有最高的Li⁺电导率。POE的HOMO（最高占据分子轨道）电子位于末端单元上。以三氟乙酸酯为终止单元（POE-F），不仅使HOMO变得更负，而且HOMO电子向中间草酸单元转移，提高了抗氧化能力。此外，LiF基固体电解质中间层（SEI）的形成也提高了Li-metal/POE-F的界面相容性。以三氟乙酸酯封端的C5-POE（C5-POE-F）为电解液，正极为锂离子导电粘结剂，制备的全固态Li/LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂（NMC811）电池的稳定性明显优于聚醚电池，为即将研制的全固态高压锂金属电池提供了一种很有前途的候选材料。此外，还得到了三种不同比例的Li盐和草酸的单晶结构，为以后的相关模拟提供了实际的参考模型。

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https://doi.org/10.1002/anie.202107667

10. Adv. Mater.：从AA电池大小的水凝胶纸堆中的盐梯度为电子设备供电

强电鱼利用体内离子的梯度产生惊人的外部放电；其中最强大的一种生物是大西洋鱼雷，它的电子器官能产生超过1千瓦的脉冲。尽管在自然界中对这一现象进行了广泛的研究，但基于离子梯度的便携式、可穿戴式或植入式人类使用的人工发电方案的开发仍然遥不可及。此前，一个受电鳗启发的人工电器官证明，堆叠水凝胶中离子梯度产生的电能可以超过100V。然而，这种电源的电流太低，无法为标准电子设备供电。本文介绍了一种受鱼雷独特形态启发的最大电流输出的人工电器官。这种电源使用混合材料的水凝胶注入纸创造，组织，并重新配置堆叠的薄，任意大凝胶薄膜在串联和并联。与最初以鳗鱼为灵感的设计相比，由此产生的电能增加了近两个数量级，这使得为电子设备供电成为可能，并确立了生物学产生显著电能的机制现在可以通过便携尺寸的良性和软性材料来实现。

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https://doi.org/10.1002/adma.202101757

11. Adv. Mater.：用于锂硫电池快速氧化还原转化的Fe-N配位结构

氧化还原动力学迟缓和多硫化物（Li₂S_n，n=4–8）的不良穿梭严重的缺点，严重恶化了高能量密度锂硫（Li–S）电池的电化学性能。在本文中，通过构建具有双活性中心的集成催化剂来解决这些挑战，其中单原子（SA）-Fe和极性Fe₂N共同嵌入氮掺杂石墨烯（SA-Fe）中/Fe₂N@NG)。平面对称Fe-4N配位的SA-Fe和三角锥状Fe-3N配位的Fe₂N在这种结构中分别表现出对多硫化物的协同吸附和对Li₂S_n锂化和Li₂S脱锂的催化选择性。这些特性赋予了SA-Fe/Fe₂N@NG-改性分离器具有最佳的多硫化物限制-催化能力，从而加速了双向液-固转化（Li₂Sn）↔抑制穿梭效应。因此，基于SA-Fe/Fe₂N@NG的锂硫电池在1 C（纯S阴极，S含量：70 wt%）下500次循环，分离器的高容量保持率为84.1%，在0.1C下高面积容量为5.02 mAh cm⁻²（SA-Fe/Fe₂N@NG-支撑S阴极，S负载=5 mg cm⁻²). 预期本研究的结果将有助于设计用于长寿命锂硫电池的高效催化剂。

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https://doi.org/10.1002/adma.202100171

12. Adv. Mater.：超分子化冠形金属离子是无枝晶碱金属电池的一种常用修复方法

碱金属具有低电位、高容量的特点，是下一代电池理想的阳极材料，但存在着枝晶生长和库仑效率低等问题。实现均匀的金属沉积和具有可靠的固体电解质界面（SEI）是克服这些问题的基本要求。本文报道了用冠醚超分子化碱金属阳离子的方法来修复各种碱金属阳极的一般方法。带正电的超分子络合物提供静电屏蔽层以调节金属沉积并抑制枝晶形成。更令人期待的是，它改革了双电层，推动了有机主导的SEI的生产，提高了灵活性，可以适应大批量的变化。SEIs在金属沉积和溶解过程中的高柔韧性减少了死金属的数量，提高了CE和循环稳定性。具体而言，200%过量锂基全电池的容量保持率为≈100次循环后100%。这种冠状超分子化策略是一种新的化学方法，可用于生产无枝晶金属阳极电池，不局限于碱金属电池。它也有望成为一种实用的技术，以提高均匀性的涂料生产的电沉积工业。

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https://doi.org/10.1002/adma.202101745

13. Nat. Commun.：Mn²⁺对高性能核电池Cs₃Cu₂I₅发光性能的显著改善和稳定

由闪烁体和光电器件组成的荧光型核电池，为在恶劣环境下工作的器件提供了半永久性电源，无需瞬时供电。尽管器件结构设计不断进步，闪烁体的发展却远远落后。在这里，Cs₃Cu₂I₅:Mn闪烁体在564nm显示出约67000 ph MeV^-1的高光产额。掺杂和本征特性使Cs₃Cu₂I₅:Mn具有很强的热稳定性和辐照硬度，在77k-433k的超宽温度范围内或总辐照剂量2590 Gy后，可以分别保持71%或95%以上的初始辐射强度。这些优点使得制造高效稳定的核电池成为可能，与无闪烁体的光电器件相比，其输出提高了237%。提出了自俘获激子、能量转移和冲击激发等发光机制来改善反常的剧烈辐射发光。这项工作将为核电池和射线照相领域打开一扇窗。

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https://doi.org/10.1038/s41467-021-24185-7

14. Adv. Funct. Mater.：利用层状VS₄/SnS@C的异质结构有效包封效应稳定中间相实现钾离子电池的超长寿命

钾离子电池（PIBs）因其廉价的K元素资源和良好的电化学性能而受到越来越多的关注。目前，开发理想的阳极材料仍面临挑战。二维金属硫化物作为PIBs的主体具有较高的比容量，但不稳定反应中间体KxSy（K₂S，K₂S₅）的溶解和团聚不可避免地导致活性成分的大量损失和反应的可逆性差，导致PIBs的使用寿命较短。本文将极性多硫化物VS₄引入SnS纳米片中，构建了锚定在石墨烯支架（VS₄）中的层状VS₄/SnS异质结构/SnS@C)。在这个框架中，具有不饱和桥联(S2)^2–的VS₄可以作为锚定位点来稳定中间体KxSy，具有有效的包封作用。此外，该异质结构还可以保持SnS的层状结构，调节KxSy的分布，具有很高的转化可逆性。原位X射线衍射分析和理论计算证实，反应可逆性和中间吸收率得到了提高。因此，VS4/SnS@C 电极具有超长的使用寿命，在6000次循环后，在1 A g^–1下的容量达到168.4 mAh g^–1。这种异质结构设计策略有助于理解K-储存机制，显著提高反应的可逆性，为解决金属硫化物阳极向高性能PIB发展的挑战提供了思路。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202103802

15. Nat. Energy: 高效多晶CdSeTe太阳能电池的低温和有效的异位群V掺杂

CdTe太阳能电池技术是太阳能行业成本最低的发电方法之一，得益于快速的 CdTe吸收剂沉积、CdCl₂处理和Cu掺杂。然而，Cu掺杂具有低光电压和不稳定性问题。因此，将V族元素掺杂到CdTe中是解决这些挑战的有希望的途径。尽管高温原位V族掺杂CdSeTe器件的效率已超过20%，但它们面临的障碍包括沉积后掺杂激活过程、载流子寿命短和激活率低。在这里，研究者们使用V族氯化物对CdSeTe太阳能电池进行低温和有效的非原位V族掺杂。对于AsCl₃掺杂的CdSeTe太阳能电池，掺杂剂激活率为5.88%，空穴密度达到>2×10¹⁵cm^-3，载流子寿命大于20 ns。因此，与Cu掺杂的CdSeTe太阳能电池的最高开路电压852mV相比，异位As掺杂的CdSeTe太阳能电池显示出~863 mV的开路电压。

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https://doi.org/10.1038/s41560-021-00848-z

16. Angew. Chem. Int. Ed.：四聚酰胺硅萘酞菁:高效有机太阳能电池的阴极层间材料

研究者们通过引入四个吸电子酰亚胺基团和两个亲水性烷基，萘酞菁衍生物（SiNcTI-N 和 SiNcTI-Br）首先被用作有机太阳能电池中优异的阴极夹层材料（CIM）。它们都表现出较深的 LUMO 能级（低于-3.90 eV）、良好的热稳定性（T_d > 210°C）和强大的自掺杂性能。SiNcTI-Br CIM显示出高电导率（4.5 × 10^-5 S cm^-1 ）和电子迁移率（7.81 × 10^-5 cm 2 V^-1 s^-1 ），这可以提高基于 PM6:Y6 的效率 OSC 在广泛的 CIM 层厚度范围内 (4 - 25 nm)，最大效率为 16.71%。

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https://doi.org/10.1002/anie.202106364

17. Matter：整个钙钛矿太阳能电池的“一键重置”回收

在使用周期结束时可持续回收光伏 (PV) 产品对于减少环境影响和节省原材料成本至关重要。卤化物钙钛矿光伏目前的寿命很短，回收和改造可以等效地延长其生命周期。在这里，研究者们报告了一种有效且快速的“一键重置”回收范例，以高材料提取效率从使用过的光伏设备中收集所有功能层组件。一个包含所有层的改造设备，包括回收的氧化铟锡/氧化锡衬底、钙钛矿、spiro-OMeTAD 和金，平均功率转换效率超过 20%。这一发现与原始器件相比，回收的器件表现出相同的性能，同时在成本、时间和能源方面节省了大量资金，这可能会导致一条回收路线，显着降低钙钛矿光伏的能源成本，并提高其未来的竞争力能源市场。

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https://doi.org/10.1016/j.matt.2021.05.023

18. Adv. Energ. Mater.：氟乙胺工程有效钝化的达到23.4%效率的钙钛矿太阳能电池具有优越的稳定性

钙钛矿层中的缺陷通常会导致非辐射复合，从而损害器件的性能和稳定性。在这里，研究者们将氟乙胺（FC₂H₄NH₃，FEA）集成到钙钛矿薄膜中以钝化缺陷。通过设计分子中不同量的氟，发现当使用 2-氟乙胺 (1FEA) 时，其中一个 F 键与分子结构末端的第一个碳原子，F 原子似乎是分布在整个大块到非常表面。当使用 2,2-二氟乙胺 (2FEA) 和 2, 2, 2-三氟乙胺 (3FEA) 时，F 倾向于分布在钙钛矿薄膜的主体中，而表面上似乎没有可检测到的 F 含量。通过 FEA 钝化，非辐射复合被抑制，载流子寿命提高到 840.01 ns，薄膜-空气界面提供更大的疏水性，特别是在 1FEA 的情况下，因为它分布在整个薄膜厚度，它钝化更多缺陷并提供最高效率，高达 23.40%。具有3FEA的设备显示出最好的环境稳定性；具体而言，没有任何封装的裸电池在暴露于周围环境 1200 小时后仍保持其初始效率的 87%。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202101454

19. Adv. Funct. Mater.：一种简单的Cu(II)聚电解质作为增加电极功功能和形成有效的p型接触钙钛矿太阳能电池的方法

提高钙钛矿太阳能电池 (PSC) 性能的一种有效策略是开发新的空穴传输层 (HTL)。在这项工作中，研究者们研究了一种简单的聚电解质 HTL，铜 (II) 聚（苯乙烯磺酸盐）（Cu:PSS），它包含易于还原的 Cu²⁺ 反离子和阴离子 PSS 聚电解质主链。光电子能谱揭示了在 PSC 器件中加入 Cu:PSS 后，阳极功函数和向上能带弯曲效应的增加。Cu:PSS 当与聚二氧乙烯噻吩:聚苯乙烯磺酸盐 (PEDOT:PSS) 以不同比例混合时显示出协同效应，并导致 PEDOT:PSS 的酸度降低，并降低已完成设备的滞后。Cu:PSS 作为 PSC 中的 HTL 有效地发挥作用，其器件参数可与 PEDOT:PSS 相媲美，而 Cu:PSS 与 PEDOT:PSS 的混合物与单独的 PEDOT:PSS 相比显示出大大提高的性能。包含 Cu:PSS/PEDOT:PSS 混合物的优化器件使用倒置 (P-I-N) 几何结构的简单 CH₃NH₃PbI₃ 活性层显示效率从 14.35% 提高到 19.44%，这是此类器件迄今为止报告的最高值之一。预计这种类型的 HTL 可用于创建 p 型接触并提高其他类型半导体器件的性能。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202170191

20. Adv. Funct. Mater.: 双功能 SnO₂ 胶体为高效钙钛矿太阳能电池提供无退火效应的致密层和介孔支架

SnO₂ 致密层 (c-SnO₂) 在高温工艺 (HTP) 中经常受到降解，例如裂纹、较差的界面接触和电性能，即退火效应。为了解决这个问题，研究者们利用小分子草酸盐开发了一种双功能SnO₂胶体，其有机成分可以在低温工艺（LTP）下清晰地去除。c-SnO₂ 和 SnO₂ 介孔层 (m-SnO₂) 来源于具有相同胶体的新鲜和老化溶胶，没有显示退火效应，降低氧空位，并在提高退火温度时吸附水。LTP 和 HTP SnO₂ 平面钙钛矿太阳能电池 (PSC) 的最高器件分别实现了 20.74% 和 20.70% 的稳定光电转换效率 (PCE)。相比之下，其介孔同类器件的性能得到显着提高，显示出几乎无滞后的特性，稳定的 PCE 分别为 22.40% 和 22.37%。m-SnO₂ 的加入起到了能量桥的作用，提高了电子收集效率，这得到了光致发光和瞬态光致发光特性的支持。HTP SnO₂ 介孔 PSC 在老化 25 周和 104 小时内经过 8 小时辐照/16 小时暗循环后可以保留其初始 PCE 的 97.6% 和 80%。HTP SnO₂ PSC 的高稳定性可能归因于 HTP SnO₂ 的低氧空位和吸附水。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202103949

21. Adv. Funct. Mater.: 用于高性能倒置钙钛矿太阳能电池的具有不同2D间隔的通用底部接触修改

尽管在钙钛矿太阳能电池 (PVSC) 中广泛研究了 2D 间隔物改性，但 2D/3D 界面之间的能级对齐使其不利于倒置 p-i-n 器件结构中的顶面钝化。为了解决这个问题，在倒置 p-i-n PVSC 中，研究者们使用三种代表性的 2D 间隔物，即 Ruddlesden-Popper 2D 间隔物、Dion-Jacobson 2D 间隔物和强钝化 2D 间隔物研究了底部界面改性的影响。优化后，具有这些 2D 间隔物修改的 PVSC 普遍表现出≈21.6% 的最佳效率，与控制装置 (20.7%) 相比，这构成了显着的改进。通过剥离钙钛矿层，研究了底面的光电特性，揭示了提高器件性能的机制均源于 2D/3D 异质结的形成，其中级联价带促进了空穴收集和电子背散射场抑制了阳极界面处的电荷复合。此外，未封装的器件在相对湿度为 30±5% 的环境空气中储存 30 天后仍保持 90% 的初始效率，表明对水分和氧气具有出色的稳定性。这项研究为高性能 p-i-n 结构 PVSC 器件提供了对不同 2D 间隔物的底部界面修改的深入了解。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202104036

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