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研究背景與挑戰鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）面臨的主要挑戰是長期操作穩定性，特別在高溫與光照結合的「光熱應力」條件下。鈣鈦礦材料的固有軟晶格特性導致碘容易從晶體中逃逸，造成碘損失及光伏性能衰退。 揮發性碘分子(I2)會穿透載流子傳輸層，侵蝕頂部金屬電極，形成自我加速的降解循環。現有穩定策略包括改善結晶質量、缺陷鈍化及分子碘捕獲設計，但傳統分子設計依賴的凡德瓦爾斯相互作用或氫鍵結合力較弱（結合能 ΔEbinding 0.6 eV），且大尺寸陽離子容易去質子化，導致碘保留能力不
突破鹵化物分布難題，高效率疊層電池寬能隙鈣鈦礦在疊層太陽能電池中面臨嚴峻挑戰：當溴碘比例超過20%時，PbBr2和PbI2傾向形成不同中間復合體，導致富溴相優先成核，造成鹵素離子空間分布極度不均，引發組分偏析和體積缺陷。南京大學譚海仁教授、Kong Wenchi教授團隊在《ACS Energy Letters》發表突破性研究，開發中間組分工程（ICE）策略，以PbCl2和過量MABr替換部分PbBr2，誘導形成亞穩態二維中間相A2PbIxBr3?xCl。該技術成功實現寬能隙鈣鈦礦太陽能電池（1.
研究背景與挑戰• 高效能鈣鈦礦太陽能電池的挑戰核心： 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的功率轉換效率（PCE）不斷逼近理論極限，但其優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、重現性與穩定性的負面影響： 這種不均勻沉
研究背景與挑戰近年來，鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)中自組裝單分子層(SAMs)的應用研究顯示，其作用機制與傳統界面偶極設計原則存在顯著差異，特別是在n-i-p結構中用作電子選擇分子層(ESMLs)時。這種偏離傳統理論的現象促使研究者重新審視SAMs的實際作用機制，主要體現在以下三個方面：設計原則的理論矛盾：p-i-n結構中的電洞萃取自組裝單分子層(HSSAMs)采用給電子性質的苯胺基單元，卻能有效提高透明導電氧化物(TCO)的功函數，這與傳統認為吸電子基團應提高功函數的理論相矛盾。表面摻雜機制的
研究背景與挑戰鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池因能突破單結電池的效率極限，成為下一代光伏技術的重要候選。特別是在工業化紋理硅基板上，此技術展現出優異的光捕獲能力與成本效益，具備良好的產業化前景。然而，其商業化仍面臨關鍵技術瓶頸：核心挑戰一：制程中的薄膜穩定性問題混合兩步蒸發-溶液沉積法雖能實現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）環境下進行空氣退火此條件導致鈣鈦礦薄膜表面因高溫濕氣雙重作用而嚴重分解核心挑戰二：PbI2副產物的負面效應薄膜分
研究背景與挑戰鈣鈦礦-有機串迭太陽能電池（POTSCs）憑借其能帶可調性優勢，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，POTSCs具有優勢：鈣鈦礦層的紫外濾光特性提升操作穩定性，全薄膜結構支持高產量卷對卷制程，且可于常規環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品等應用。然而，POTSCs發展面臨關鍵技術瓶頸：目前已認證效率（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
