能源周报：Nat. Energy、JACS、Angew、AEM等大合集！

能源小分队研之成理

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温馨提示：本推文包含24篇文献，预计阅读时间约24min，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. Nat. Energy：高功率和高能量密度的锌空气袋式电池

全固态锌空气袋式电池具有很高的能量成本比和固有的安全性。然而，找到丰富的高功率/能量正极和超导离子电解质仍然是一项基本挑战。在这里，我们介绍由（101）暴露晶面磷硫化铜[CPS（101）]作为正极以及抗冻性壳聚糖生物纤维素作为超离子导体电解质用来设计锌空袋式电池。CPS（101）对可逆的氧化反应和析氢反应表现出多功能活性和稳定性（大于 30000个循环），优于市售的铂碳电极和二氧化钌电极。此外，聚合的壳聚糖-生物纤维素的氢氧根超离子导体具有出色的电导率（在25 ℃时电导率为86.7 mS cm^-1），具有很高的机械/化学稳定性。测量的袋式电池（1 Ah）的能量密度分别为460 Wh kg^-1 和1389 Wh l^-1，其循环寿命在25 mA cm^-2的电流密度下分别为时6000 和 1100个循环，放电深度分别为20/70％。可以达到的最高能量密度分别为523 Wh kg^-1 和 1609 Wh l^-1。柔性袋式电池在−20至80 ℃的较宽温度范围内以5–200 mA cm⁻²的电流密度下工作良好。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41560-021-00807-8

2. Angew. Chem. Int. Ed.：金属离子电池和电容器的分子补偿预金属化策略

牺牲正极添加剂作为预金属化方法可以确保为高级储能设备提供充足的金属来源。但是，这种预金属化技术受到添加剂分解电位精确调节的严重困扰。本文中，通过Kolbe电解成功实现了分子补偿的预金属化（锂 / 钠 / 钾）策略，其中金属羧酸盐的电化学氧化电位受氧金属键的键能控制。正如理论上预测的那样，取代基的供电子作用和阳离子的低电荷密度会极大地削弱氧-金属键的强度，从而进一步降低电位。因此，乙酸钠对钠离子电池具有出色的预沉淀特性，并具有不可逆的301.8 mAh g^-1的大比容量，在100次循环后，可显着提高70. 6％的容量保持率。值得注意的是，这种精心设计的方法已被深远地扩展到构建高性能锂离子电池和锂/钠/钾离子电容器。这一突破为有机电化学实现的预金属化铺平了一条创新途径，为电化学储能系统的牺牲试剂的定向设计提供了深入的见解。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202103569

3. Angew. Chem. Int. Ed.：稳定锂金属电池中电镀锂的连续成核和约束调控

锂金属电池由于锂金属负极的高理论容量而激发了储能技术的创新。然而，锂枝晶的生长和巨大的体积波动实际上限制了锂金属电池的实际应用。本文提出了一种以金属有机框架（MOF）衍生的空心胶囊与内置的亲锂性的金或氧化钴纳米粒子种子为异质宿主的连续调控和锂金属连续生长的双重调控策略。晶种诱导的成核作用可以对过电势忽略不计，并促进向内部大量空穴中注入锂，然后在放电过程中在宿主的外表面上镀锂。通过电子显微镜成像可以很好地监控这些过程。这种调控减轻了锂镀层的枝晶生长和体积膨胀。相互连接的多孔宿主网络可显着增强锂金属的循环和速率性能（例如，对于金晶种对称电池，寿命超过1200 小时；在10 mA cm^-2的超高电流密度下，在相应的不对称电池中可达220个循环）。中空胶囊与亲锂性晶种结合在一起，为稳定且长寿命锂金属电池提供了解决锂金属变形问题的方法。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202102552

4. Nat. Commun.：调整P2层状氧化物正极的局部化学性质，以实现高能量和长寿命的钠离子电池

层状过渡金属氧化物引起了钠离子电池正极材料的浓厚兴趣。但是，由于过渡金属层在钠离子提取和嵌入正极材料时发生滑移而受到容量的限制和较差的相变，阻碍了它们的发展。在这里，钾离子嵌入在P2-Na_0.612K_0.056MnO₂的钠离子位点中，以实现热力学上更有利的钠离子空位。锰氧键得到增强，以减少充电和放电过程中的相变。每个单元可逆地提取并嵌入0.901 个钠离子，其中低电压下仅发生P2与P’2的两相转变。基于Mn³⁺ / Mn⁴⁺的氧化还原，使它具有240.5 mAh g^-1的最高比容量和654 Wh kg^-1的能量密度，并在100次循环后保持98.2％的容量。这项研究将为高级正极材料的过渡金属氧化物的可调节化学环境提供启发，并促进钠离子电池的发展。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-22523-3

5．Nat. Commun.：无缺陷六氰合铁酸钾锰正极材料用于高性能钾离子电池

钾离子电池由于其低成本和高能量密度而成为有前途的电化学储能系统。但是，由于缺乏高性能正极材料，钾离子电池的实际开发受到了阻碍。在这里，我们报告了六氰合铁酸钾锰（K₂Mn [Fe（CN）₆]）材料，其缺陷和结晶水的含量可以忽略不计，用于高效高压钾离子存储。当与钾金属负极结合测试时，基于K₂Mn [Fe（CN）₆]的电极可实现609.7 Wh kg^-1的电池比能量，并在7800次循环后保持80％的容量。此外，分别由石墨和K₂Mn [Fe（CN）₆]组成的K离子全电池作为负极和正极活性材料，其比能为331.5 Wh kg^-1，具有显着的速率能力。K₂Mn [Fe（CN）₆]材料出色的电化学储能性能归因于其稳定的框架，该框架得益于无缺陷的结构。

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https://www.nature.com/articles/s41467-021-22499-0

6. ACS Energy Lett.：纳米多孔合金型锂离子电池负极降解机理的见解

虽然纳米合金负极被认为是潜在的高容量的插层型石墨负极替代品，但合金负极固有的大体积变化导致循环性能较差。本文以纳米多孔金为模型负极，研究了纳米合金型负极在循环过程中的退化行为。透射电子显微镜和小角X射线散射是在循环到各种顺序电荷状态的负极上，在几个长度尺度上进行的。通过结合这些数据集，我们提出了纳米多孔合金型负极循环早期阶段固体电解质界面和形貌退化的一般模型：

(1)在锂化过程中，在体积膨胀过程中由材料粉化产生的活性物质纳米颗粒被捕获在厚的固体电解质界面层中；

(2)在脱锂过程中，形成了双峰、分级的纳米孔形貌，并且在锂化过程中形成的固体电解质界面和纳米颗粒由于体积收缩而从骨架中剥离。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c00324

7. ACS Energy Lett.：水系可充电锌离子电池中的不良反应

利用水系电解质的可再充电锌离子电池可以提供高安全性，低成本和快速充电/放电额定值，用于大规模储能。使用水作为电解质溶剂可促进低成本，简便的工艺，减少安全隐患和快速的离子动力学。但是，游离水分子还会引发可再充电锌离子电池系统中许多同时发生的不良反应，从而导致容量衰减和有限的使用寿命。在这里，我们的评论追溯了可再充电锌离子电池循环中每个不良反应及其一系列有害的影响。我们讨论了各个优点，报告的方法以及未来发展的观点，以减轻这些不良反应并进一步提高可再充电锌离子电池的使用寿命。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c00393

8. ACS Energy Lett.：石墨烯气凝胶基复合吸附剂实现的超高能量密度吸附式热电池，用于从空气中收集热能

吸附型储热技术在可持续、低成本的热管理和储能方面受到了广泛的关注。然而，吸附剂的低吸附容量是实现高能量密度吸附式储热的一个长期挑战。在这里，我们展示了一种由石墨烯气凝胶为基础的复合吸附剂实现的超高能量/功率密度吸附热电池，以实现高效的热收集和存储，并具有创纪录的性能。将氯化钙限制在石墨烯气凝胶基质中，合成了可伸缩的高盐载量石墨烯气凝胶基复合吸附剂，该吸附剂表现出快速的吸附动力学，在石墨烯气凝胶基质和氯化钙的化学吸附-潮解-吸附作用下，吸附量高达2.89g·g^-1。吸附热电池利用空气中的湿度，通过石墨烯包覆氯化钙气凝胶吸附剂的多级解吸水来实现热充放电。重要的是，实验室规模的吸附热电池在空间供暖方面显示出创纪录的1580Wh·kg^-1的能量密度和815W·kg^-1的功率密度。我们的工作为高效地收集、储存和利用热能提供了一条很有前途的低碳路线。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c00284

9. Adv. Funct. Mater.：空心SiOx用于锂电池阳极展现优异的性能

硅被认为是下一代锂离子电池（LIB）的高容量阳极材料。然而，硅阳极在循环过程中体积变化很大，这对电池的稳定运行提出了严峻的挑战。与硅相比，亚氧化硅具有溶胀性好、循环性能稳定等优点，是最有前途的高能密度锂离子电池材料之一。然而，SiOx阳极导电性差、库仑效率低严重阻碍了LIBs的实际应用。本文首次通过合理设计空心板，成功地解决了这些问题二氧化硅@碳具有石墨碳涂层的纳米管（CNTs）/C结构和CNTs的原位生长。在LIBs中用作阳极时碳纳米管/碳纳米管上的二氧化硅阳极具有高的可逆容量、高的初始库仑效率（88%）、优异的循环性能以及在压延过程中（200 MPa）的非凡机械强度。这项工作为开发用于高能密度锂离子电池的SiOx基阳极材料铺平了道路。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202101326

10. Adv. Funct. Mater.：具有硫链的共价互连石墨烯片能够在全质量水平上实现优异的锂硫电池阴极

硫是一种低成本、可持续、高理论容量的锂–硫电池正极材料，它可以满足日益增长的需求，在便携式电源，如电动汽车和移动信息技术。然而，形成的锂多硫化物的穿梭效应以及它们的低导电性损害了锂的电化学性能–硫电池。为了应对这一挑战，本文制备了由硫共价键合在石墨烯上的阴极。这是通过利用聚硫链的亲核性来实现的，正如实验和理论数据揭示的那样，聚硫链很容易与荧光石墨烯中的亲电中心发生反应。反应导致碳的形成–硫共价键和特别高的硫含量的80 wt%。由于这些特点，开发的阴极表现出优异的性能，只有5 wt%的导电碳添加剂，提供非常高的充分利用率‑阴极‑质量能力和速率能力，结合优越的循环稳定性。与氟化醚作为电解质添加剂组合使用时，在0.1 C,100个循环后容量保持在≈700mAh g^-1，在0.2 C下进行250次循环后容量保持在≈644 mAh g^-1，即使在500次循环之后仍然保持≈470mAh g^-1。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202101796

11. Adv. Funct. Mater.：可再充锌-空气电池用具有调制p带中心的双功能共价有机骨架衍生电催化剂

碳电催化剂物理化学结构的精细控制，对于改善锌空气二次电池中缓慢的氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）具有重要意义。共价有机骨架（COFs）由于其结构可以精确控制而被认为是很好的候选碳材料。然而，将ORR和OER的双功能电催化活性赋予COFs仍然是一个挑战。本文中，在温和条件下容易制备具有明确活性位点和孔的吡啶连接三嗪共价有机骨架（PTCOF），并且其电子结构通过加入Co纳米粒子（CoNP-PTCOF）来调节，以诱导ORR和OER的双功能电催化活性。CoNP‐PTCOF在ORR和OER中表现出较低的过电位，具有出色的稳定性。计算模拟发现，与原始PTCOF相比，CoNP‐PTCOF的p带中心因电荷转移而下移，有利于反应过程中氧中间体在吡啶碳活性中心的吸附和解吸。与含商用Pt/C和RuO₂的电池相比，采用双功能CoNP-PTCOF组装的锌空气电池具有0.83V的小电压间隙和720次循环的优异耐久性。这种调控COF电催化活性的策略可以推广到设计不同的碳电催化剂。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202101727

12. Adv. Funct. Mater.：通过石墨阳极化学预锂化实现锂离子电池理想的初始库仑效率和满容量利用率

化学预锂化是提高锂离子电池电极初始库仑效率和能量利用率的有效途径。然而，这种方法不能适用于最常用的石墨（Gr）阳极，因为目前报道的所有预锂试剂的氧化还原电位都远高于Gr（≈0.2V）。基于离子溶剂化和配位化学，首次提出了一种新的预锂溶液设计策略，即选择强给电子、空间位阻，以及化学稳定的溶剂，以调节预锂化试剂的氧化还原电位，并防止预锂化过程中的溶剂共插层，从而实现Gr阳极的成功预锂化。通过理论预测和实验评价，研制成功了联苯锂/2-甲基四氢呋喃化学预锂溶液，它可以在几分钟内将Gr阳极预锂化到所需的状态，而不会破坏Gr的晶格结构。当预锂化Gr阳极（pGr）与传统阴极配对时，与使用原始Gr阳极的电池相比，全电池显示出显著改善的冰和更高的能量密度，显示出更好的性能锂离子电池应用前景广阔。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202101181

13. Adv. Funct. Mater.：钠离子电池高性能硬碳纳米级工程固体电解质界面

对电极材料上固体电解质界面（SEI）的结构和化学性质进行工程设计是二次电池的关键。以硬质炭（HC）为平台材料，研究了Na+储存性能与SEI性能的关系。研究发现，HC上的“好”SEI层可能不直接与某些类型的SEI组分（如NaF和Na₂O）相关联，而用精细结构排列纳米SEI组分构成了“好”SEI的基础，这使得Na离子的快速储存和HC在Na离子电池中的界面稳定性成为可能。HC上的一层一层SEI，具有富无机物的内层和耐有机物的富有机物的外层柔性层，可促进优异的速率和循环寿命。此外，SEI层作为Na⁺从电解液到HC电极的栅极，可以调节HC与柱状溶剂的界面晶体学结构，作为“伪SEI”，在优化的1M NaPF6-TEGDME电解液中快速稳定地储存Na⁺。这种逐层SEI与HC的“伪SEI”层相结合，可在2 C下实现192 mAh g⁻¹的优异速率，并在0.5 C下在1100次循环中实现稳定循环。该研究为通过调节最佳电解质中的SEI来改善电极材料的电化学性能提供了有价值的指导。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202100278

14. Adv. Funct. Mater.：锚定在N-S掺杂层状结构碳纸上的NiMoO4纳米片用于Li-S电池中加速多硫化物转化的双向催化剂

穿梭效应严重、多硫化物还原动力学缓慢、Li₂S氧化反应困难等问题阻碍了锂电池的实际应用。本文提出了一种为锂电池设计和构建的，由NiMoO₄纳米片原位锚定在N-S掺杂碳布三维层次结构(NiMoO₄@NSCC)的自由主体。双过渡金属氧化物（NiMoO₄）由于掺杂钼（Mo）的贡献，使费米能级附近的电子密度增加，导致带隙变小，从而比NiO具有更强的金属性能。此外，作为一种双向催化剂，NiMoO₄通过延长Li₂S₄的S-S键距离和降低多硫化物转化的自由能来促进多硫化物的还原；同时，通过延长Li₂S的键距和降低Li₂S的分解势垒，促进了绝缘放电产物（Li₂S）的临界氧化。因此，在装载S（2 mg cm⁻²）后，NiMoO₄@NSCC/S作为锂电池的自支撑阴极，它具有令人印象深刻的长周期稳定性。本研究提出了双金属氧化物双向催化剂的概念，为高性能锂电池的研制提供了新的思路。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202101285

15. Adv. Funct. Mater.：高性能水性锌离子电池用“水-深共晶溶剂”电解质

水锌‐离子电池被认为是很有前途的锂电池替代品‐离子电池具有储量丰富、价格低廉、安全性高等优点。然而，锌阳极的可逆性和循环稳定性较差。这里，一种新型的水溶液锌‐ZnCl₂基离子电解质——制备了环境友好、经济友好的乙酰胺深共晶溶剂。水分子被引入“水‐在里面‐深共晶溶剂” 电解质可以通过调节Zn²⁺的溶剂化结构来降低Zn²⁺的去溶剂化能垒，促进Zn的均匀成核。锌阳极的电化学性能得到改善(≈98%库仑效率（超过1000次循环），在ZnCl₂摩尔比为：乙酰胺:H₂O is 1:3:1. 由吩嗪阴极和锌阳极组成的组装式全电池可稳定循环10000次以上，容量保持率高达85.7%。总的来说，这项工作提供了新的见解，探索新的绿色电解质系统的锌‐离子电池。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202102035

16. ACS Energy Lett.：多层硅氧烷作为高倍率锌离子混合电容器电极的研究

锌离子混合电容器以其能量密度高、输出功率大等优点成为一种很有前途的储能器件。目前应用于锌离子混合电容器的电极材料主要是各种碳和碳烯。因此，开发锌离子混合电容器电极材料具有很大的需求。考虑到硅半导体技术的蓬勃发展，将硅基材料集成到锌离子混合电容器中是可取的。在锌离子混合电容器阴极的研制中，制备了几层硅氧烷，其最大比电容为6.86mF cm^-2，最大功率密度为4.50 mW cm^-2，最大能量密度为10.66 mJ cm^-2，超过了硅基超级电容器。此外，这种混合电容器在16000次循环中保持了94.3%的电容保持率。这些结果突出了硅氧烷作为未来储能电极材料的可能性。

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https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c00285

17. Nat. Commun.：通过驱动电极功函数远超过欧姆跃迁改进有机光伏电池

随着电极功函数充分上升或下降，有机半导体/电极接触达到费米能级固定，然后在十分之一电子伏特之后发生欧姆跃迁。对于有机太阳能电池，开路电压（Voc）和填充因数（FF）的平坦化导致了一个“平台”，使功率转换效率（PCE）最大化。在这里，研究者们展示了这个平台实际上是稍微向上倾斜的。因此，电极功函数的进一步驱动可以继续提高Voc和FF，尽管速度很慢。第一个效果是由于在“软”费米钉扎的情况下，驱动迫使半导体的状态密度升高，从而提高了电池内置的电势。第二个效果来自接触引起的多数载流子迁移率的提高。我们以PBDTTPD：PCBM太阳能电池为例进行说明，通过欧姆跃迁，一直到欧姆区域，空穴收集层的功函数都被系统地“调整”。

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https://doi.org/10.1038/s41467-021-22358-y

18. Nat. Energy：具有平衡载流子输运和复合损耗的高效双面接触硅太阳能电池的设计原则

光伏产业以晶体硅太阳能电池为主导。尽管叉指背接触电池的效率最高，但由于双面接触电池的复杂性较低，因此是工业生产中的首选。在这里，研究者们表明，省略提供侧向电荷载流子传输的前侧层是使两面接触的电池具有出色光电性能的关键。这导致26.0％的转换效率。与具有正面PN结的标准工业电池相比，该电池在背面以全面积基于多晶硅的钝化接触形式显示PN结。详细的功耗分析表明，这种电池通常平衡电子和空穴的传输损耗以及传输和复合损耗。一项系统的仿真研究得出了未来效率> 26％的硅太阳能电池的一些基本设计规则，并证明了这些后向结太阳能电池的潜力和优越性。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41560-021-00805-w

19. J. Am. Chem. Soc.：非富勒烯受体π-延伸的系统融合和四氟化策略提供了效率>16%的聚合物太阳能电池

盖基团(EG)是体积异质结(BHJ)有机太阳能电池(OSCs)中非富勒烯受体(NFAs)的重要吸电子组分。为了系统地探讨两种常见的EG功能化策略，π-延伸和卤化对A-DAD-A型NFAs的影响，研究者们合成并表征了4种这样的NFAs: BT-BIC、LIC、L4F和BO-L4F。为了评估这些策略的相对重要性，我们将这些nfa与基线受体Y5和Y6进行对比。采用BT-BO-L4F结合π-extension和卤化反应制备的二元反相OSCs，实现了16.6%的功率转换效率(PCE)。当这两个因素结合在一起时，对光吸收的影响是累积的。单晶π -π的堆积距离与π-扩展的EG策略相似。增加BT-L4F到BT-BO-L4F的烷基取代基长度，显著改变了BT-L4F的填充基序，消除了EG核相互作用。电子结构计算揭示了一些迄今为止观测到的最大的NFA π -π电子耦合，BT-L4F的π -π电子耦合为103.8 meV, BT-BO-L4F的π -π电子耦合为47.5 meV。BT-L4F和BT-BO-L4F的电子重组能分别为132 meV和133 meV，也低于Y6 (150 meV)。BHJ共混体系具有优先的π-面-向取向，氟化和π-延伸均使NFA结晶度增加。飞/纳秒瞬态吸收光谱(Femto/nanosecond transient absorption spectroscopy, fs/nsTA)和集成光电流器件分析(integrated photocurrent device analysis, IPDA)表明，π-延伸修饰了相分离，增强了薄膜的有序性和载流子迁移率，而氟化则抑制了单分子的重组。该系统研究突出了NFA π扩展和氟化在提供高效OSCs方面的协同效应，并为设计下一代材料提供了见解。

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https://doi.org/10.1021/jacs.1c00211

20. Adv. Energ. Mater.：通过合理的配体分子工程实现钙钛矿太阳能电池的陷阱态钝化，获得效率超过23%的高效稳定钙钛矿太阳能电池

由表面和晶界处的陷阱态引起的非辐射复合损失直接阻碍了功率转换效率（PCE）和钙钛矿太阳能电池稳定性的进一步提高。因此，非常需要通过调节钙钛矿结晶并钝化钙钛矿膜的缺陷来抑制非辐射复合。在这里，研究者们报道了一种简单有效的多功能添加剂工程策略，其中将11个带有羰基（羧基和酰胺）和长疏水烷基链的马来酰亚胺基十一烷酸（11MA）单元掺入钙钛矿前体溶液中。结果表明，提高了结晶度，降低了陷阱态密度并抑制了离子迁移，这归因于11MA分子两侧的羰基与Pb²⁺之间的强配位相互作用。结果，在引入11MA添加剂之后同时实现了提高的效率和稳定性。具有11MA添加剂的设备可提供23.34％的最佳PCE，而滞后作用可忽略不计，大大高于控制设备的18.24％。修改后的设备在环境条件下老化3000小时后，将保持其初始PCE的91％左右。这项工作为开发多功能添加剂分子以同时提高效率和稳定性提供了指南。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202100529

21. Adv. Energ. Mater.: 了解卤化物钙钛矿层组和太阳能电池中的瞬态光致发光

虽然瞬态光致发光（TPL）测量是监视卤化钙钛矿光伏领域中电荷载流子动态的一种非常流行的工具，但由于叠加调制电荷载流子的各种效应的叠加，对多层样品上获得的数据的解释仍极具挑战性钙钛矿层中的浓度，从而测得的光致发光（PL）。这些影响包括体相和界面复合，电荷转移至电子或空穴传输层以及电容性充电或放电。在这里，研究者们结合了Sentauraus TCAD的数值模拟，分析解决方案以及动态范围约为7个数量级的实验数据，从玻璃上的钙钛矿膜到完整的器件，它们在各种不同的几何形状上都得到了更好的理解方法。提出了每次取光致发光导数后的TPL衰减的衰减时间的表示。根据时间相关的准费米能级分裂来绘制衰减时间，可以区分辐射复合和非辐射复合的不同贡献，以及电荷提取和电容对衰减的影响。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202003489

22. Adv. Funct. Mater.：对沉积在环境中的所有无机钙钛矿太阳能电池进行原位热氧清洗和钝化，达到19%的效率突破

全无机钙钛矿CsPbI₃最近因其出色的热稳定性和化学稳定性而引起了广泛关注。但是，由于存在点缺陷，其能量损失（Eloss）大，阻碍了其光伏性能。此外，氢碘酸（HI）目前被用作中间体化合物的水解前体，这通常会导致少量有机残留物，从而破坏其化学稳定性。在此，研究者们对沉积在环境大气中的三卤化物混合的CsPb（I_2.85Br_0.149Cl_0.001）钙钛矿型太阳能电池（缩写为CsPbTh₃）进行了原位热氧清洁（钝化）（HOCP）。低至0.48 eV的功率转换效率（PCE）达到19.65％。发现热氧处理有效地去除了有机残留物。同时，它钝化了卤化物的空位，因此减少了钙钛矿层内的陷阱态和非辐射复合损失。结果，在1个阳光照射下，开路电压从1.14 V扩大到1.23V，PCE从17.15％显着增加到19.65％，相当于Eloss从0.57降低到0.48 eV。而且，经过HOCP处理的设备具有更好的长期稳定性。这种见解应该为减少高性能无机钙钛矿光电电子的非辐射电荷复合损失铺平道路。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202101568

23. Adv. Funct. Mater.：银与可控晶粒生长的结合使开路电压达到64.2％的Shockley–Queisser极限可实现12.5％的高效Kesterite太阳能电池

较大的开路电压（Voc，def）是限制硅藻土（Cu₂ZnSn（S，Se）₄，[CZTSSe]）太阳能电池性能的关键问题。用较大的离子性Ag⁺（（Ag，Cu）₂ZnSn（S，Se）4，[ACZTSSe]）取代Cu +是减少Cu-Zn紊乱并改善星状沸石Voc的一种策略。但是，迄今为止报道的ACZTSSe太阳能电池还没有表现出比世界纪录设备更低的Voc，def，这表明某些固有的缺陷特性无法使用当前的方法来缓解。在此，研究者们报道了通过二甲基亚砜（DMSO）将Ag掺入到钾盐石中，该溶液可促进直接相变晶粒生长并产生均匀且缺陷较少的钾盐石吸收剂。DMSO溶液中Ag⁺和Cu⁺的相同配位化学导致ACZTSSe与CZTSSe的反应路径相同，从而显着抑制了CuZn缺陷，其缺陷簇[2CuZn + SnZn]和深层缺陷CuSn。Ag含量为5％的ACZTSSe可实现效率为12.5％（无抗反射涂层的有效面积效率为13.5％）和创纪录的低Voc，def（64.2％Shockley–Queisser极限）的器件。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202101927

24. ACS Energy Lett.：一种基于绿色烯的分子半导体能使85°C的钙钛矿太阳能电池稳定

离子钙钛矿光吸收层对水蒸气，热应力和偏置电势的耐受性差，对太阳能电池其他基本元素的选择提出了巨大的挑战，太阳能电池应能够抑制钙钛矿的降解，同时保持其自身的电子功能，尤其是在85°C的长期热应力下。研究者们在此报告了一种由双（9-甲基-9H-咔唑-3-基）胺官能化的噻[5]螺旋烯的分子半导体，其不仅具有248°C的玻璃温度（Τg），而且具有动力学溶解性，在绿色溶剂中浓度超过350 mg mL^–1。其掺杂的复合材料具有27.5μScm^-1的电导率，仍保持177°C的TG，从而能够制造1000％的效率为21％，85°C稳定的钙钛矿太阳能电池。这些电池在60°C的连续日光照射下也显示出操作稳定性。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c00497

2021.4.6-能源周报：Nat. Energy、Nat. Mater.、Angew、AEM等大合集

2021.4.13-能源周报：Nature、Nat. Energy、JACS、AM、Matter等大合集！

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