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——編語

鈣鈦礦光伏材料

西北工業大學王洪強教授及合作者報道了一種提升鈣鈦礦光伏材料光電轉換性能的界面材料——p型氟化納米金簇。該納米金簇通過脈沖激光輻照技術在乙酸乙酯中制備，經反溶劑過程填充到鈣鈦礦膜的晶界處及覆蓋于表面。界面中的金簇負責傳導空穴，提升鈣鈦礦膜的電荷分離效率；表面上的金簇因具有疏水配體，能防止水與對水不穩定的鈣鈦礦材料接觸，從而增強鈣鈦礦膜的穩定性。

含金簇的鈣鈦礦太陽能電池的最大光電轉換效率達24.02%（鈣鈦礦材料：FAPbI₃）。相對濕度75%的環境下可穩定運行超過10000小時。

封面靈感來自哪吒鬧海故事。哪吒想破壞龍宮中用鈣鈦礦材料搭建起來的寶塔，但因寶塔裂紋處有金簇填充，寶塔雖裂但未垮。以此比喻本文報道的金簇界面材料有助于提升鈣鈦礦光伏材料的穩定性。

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鈣鈦礦光伏材料

中科院化學宋延林課題組與南昌大學陳義旺課題組聯合，報道了一種高通量印刷鈣鈦礦太陽能電池的方法。該方法將CH₃NH₃PbI₃顆粒封裝在含有機硅烷的乙腈里，利用彎月面涂布法（meniscus coating），將含鈣鈦礦材料的乙腈涂覆在NiO_x基底上。隨著乙腈揮發，鈣鈦礦顆粒被均勻釋放在基底上，組裝成大面積、均勻薄膜，形成倒置結構的太陽能電池。位于薄膜晶界里的硅烷保護鈣鈦礦材料并阻擋界內離子傳導，提升太陽能電池的熱穩定性和壽命。

該方法簡便快捷，僅需140秒就能印刷出1 kW的鈣鈦礦太陽能電池板。所印刷出的太陽能電池經85°C下加熱500小時后，仍保持超過87%的光電轉換效率。AM1.5光照超過1000小時后效率無明顯衰減。

右側剛涂布上的鈣鈦礦乙腈液滴在逐步干燥的過程中形成了左側具有晶界的鈣鈦礦薄膜。左側薄膜被半透明的板覆蓋，可能是表達有機硅烷對鈣鈦礦材料的保護作用。畫面左上有CH₃NH₃PbI₃晶體結構示意圖，其后三束陽光照下，對應太陽能電池。

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鋅基電池

香港理工大學倪萌課題組、北京理工大學王克亮課題組、美國加州大學圣地亞哥分校Jinhye Bae教授等聯合，綜述了鋅基電池水凝膠電解質的研究進展。鋅基電池以其能量高、造價低、安全性好的特點而被應用于可穿戴柔性器件中。本綜述側重于極端環境（高溫、寒冷等）、大幅度彎曲的工作條件。

綜述基本結構如下：

一、背景概述

二、水凝膠電解質的基礎知識及用于柔性鋅基電池的水凝膠電解質種類

三、極低溫應用條件的水凝膠電解質設計策略與挑戰

四、極高溫應用條件的水凝膠電解質設計策略與挑戰

五、大形變應用條件的水凝膠電解質設計策略與挑戰

六、構筑能應用于各種極端條件的水凝膠電解質的方法

七、總結與展望。結尾提出的鋅基電池水凝膠電解質的挑戰包括：

1. 電解質各成分比率與實際性能的關系需要進一步研究、優化；

2. 開發拓展水系鋅基電池工作電壓的廉價、便捷的方法；

3. 電極與水凝膠電解液間的反應機理有待深究；

4. 商業化方向的挑戰：電池封裝技術、電極制造步驟簡化；

5. 電池回收技術發展需要跟上電池大規模應用速度；

6. 除高溫、低溫、形變外的其它工作狀況的考慮有待完善，例如電解質吸濕、堿性電解質與空氣中CO₂反應失效等問題應如何應對。

一塊柔性鋅金屬電池從遠處綿延而來，著重展示了位于正負極之間的水凝膠電解質。畫面上方的冰水與下方的火焰分別對應低溫、高溫的極端工作環境，呼應了綜述的主題。

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鋅金屬電池

韓國延世大學（Yonsei University）Sang-Young Lee教授課題組制備出一種用于鋅離子電池的鋅負極保護層。這層材料含有機鋅鹽、硫醇烯類高分子骨架，以[BMP]⁺[TFSI]^–離子液體為介質。使用時，將這種離子液體涂布在鋅負極上，然后經紫外線照射交聯，在鋅表面均勻覆蓋一層厚度約500 nm的保護膜。該膜能阻擋水與鋅接觸，減少鋅負極的腐蝕；同時能傳導Zn²⁺，確保電池正常運行。

這種Zn負極與MnO₂正極組成的水系鋅金屬電池在充放電600次后的電容量保持率高達95.7%。

插入水中兩片鋅電極表現出不同的行為：左側無保護鋅負極表面覆蓋有不規則片狀物，為鋅與水接觸后生成的鈍化層Zn(OH)₂。右側被保護的鋅負極表面規整，水分子被彈開，表明保護層能隔絕鋅與水分子接觸，從而提升鋅負極的結構、功能的穩定性。

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