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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(fù)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(jī)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(jī)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(rèn)為吸電子基團(tuán)應(yīng)提高功函數(shù)的理論相矛盾。表面摻雜機(jī)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(jìn)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(yán)重分解核心挑戰(zhàn)二：PbI2副產(chǎn)物的負(fù)面效應(yīng)薄膜分
研究背景與挑戰(zhàn)鈣鈦礦-有機(jī)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(rèn)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
研究背景與挑戰(zhàn)PSC商業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸在于缺陷鈍化制程的再現(xiàn)性不足。本研究針對此領(lǐng)域面臨的三大核心挑戰(zhàn)：1. 表面狀態(tài)變異性：鈣鈦礦薄膜表面狀態(tài)在不同批次、操作者間存在顯著差異，即使微小的制程波動（溫度、化學(xué)計量比、濕度）都會導(dǎo)致截然不同的缺陷分布，使鈍化效果難以重現(xiàn)。2. 最佳鈍化劑濃度控制困難：傳統(tǒng)策略需在缺陷修復(fù)與電荷傳輸間找到平衡點(diǎn)（最佳濃度C*），但表面狀態(tài)變異導(dǎo)致既定最佳條件無法跨實驗重現(xiàn)，甚至產(chǎn)生負(fù)面效果。3. 常規(guī)鈍化模式的固有限制：CP模式下鈍化劑濃度變化顯著影響其分布與能級對齊
研究背景鈣鈦礦疊層太陽能電池在效率提升過程中，「埋藏接口」質(zhì)量已成為關(guān)鍵的技術(shù)制約因素。本研究深入探討鈣鈦礦子電池埋藏接口的技術(shù)瓶頸，致力于解決影響疊層電池光電轉(zhuǎn)換效率與長期穩(wěn)定性的核心問題。• 結(jié)構(gòu)缺陷與化學(xué)反應(yīng)：在鈣鈦礦子電池的埋藏接口處，存在著有害的結(jié)構(gòu)缺陷和化學(xué)反應(yīng)，這些缺陷會導(dǎo)致顯著的非輻射電荷載流子復(fù)合和有害的化學(xué)反應(yīng)。 • PEDOT:PSS 層帶來的挑戰(zhàn)：目前廣泛使用的空穴傳輸層 (HTL) PEDOT:PSS，其酸性和吸濕性會引發(fā)不利的氧化反應(yīng)，嚴(yán)重惡化
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