1. Nature Commun.：预成核策略助力高重现性的钙钛矿太阳能电池
已知湿度对卤化物钙钛矿不利，因此通常在制造期间避免。对水与钙钛矿前躯体之间的化学相互作用的基本了解不足，妨碍了在环境氛围中钙钛矿制造的发展。北京大学深圳研究生院的Shuang Xiao以及杨世和团队报道了一个关键发现，即周围的水会促进铅络合物的形成，当不受控制时，铅络合物将进入大型的中间体纤维微晶中，因此不连续的钙钛矿薄膜不利于光伏性能。为了抵消这种影响，研究人员提出了一种预成核策略。
本文要点：
1）中间微晶的准固体前躯体薄膜可以容易地转化为高质量的固体钙钛矿薄膜。从而提供了高效率的钙钛矿太阳能电池。基于FTO/NiOx/MAPbI3/PMMA/PCBM/PPDIN6/Ag器件结构，效率性可达19.5％。同时，太阳能电池显示出高器件重复性，证明了该成核策略的独特优势。
2）可控形成的前躯体薄膜几乎与周围环境无关。由预成核策略产生的高器件重复性是工业生产所需的关键特性。这项工作为开发钙钛矿型太阳能电池的工业生产可靠且具有成本效益的制造方法提供了有效途径。
Zhang,K. et al. A prenucleation strategy for ambient fabrication of perovskite solarcells with high device performance uniformity. Nat. Commun. 11, 1006 (2020).
DOI:10.1038/s41467-020-14715-0.
https://doi.org/10.1038/s41467-020-14715-0
2. Chem. Soc. Rev.: 二维COF的超分子设计
2D共价有机骨架（COF）是一类具有高度结晶结构和可调功能的多孔聚合物。2D-COF的结构由通过共价键保持在一起的二维薄片组成，然后通过非共价力将它们堆叠在一起。自其首次报道以来，新COF的合成主要依靠通过共价修饰或通过使用新的热力学控制的共价键形成方法将官能团赋予在单体结构上。德克萨斯大学Ronald A. Smaldone等人总结并讨论了使用超分子设计来利用COF单体和片材之间的非共价力来改善其性能和功能的最新进展。
本文要点：
1）总结了2D-COF中各种非共价层间相互作用的重要性和设计考虑因素的研究，包括范德华力，芳环堆积和氢键相互作用。
2）超分子相互作用对其形成机理和整体结构的重要性作为重点讨论。中间层相互作用的力度对于诸如电导率，孔径控制甚至其水解稳定性之类的整体性质至关重要。
3）综述指出，提高单体的平面度会导致具有更高有序性的COF，但是，即使是极其扭曲的形状，设计出的非平面度也会导致相邻薄片上的单体“锁定”在一起；氢键可以稳定层间粘附力并增加COF的结晶度和表面积，但要求它们在层之间具有正确的定向。
4）综述指出，COF设计的下一个前沿领域可能是从超分子化学中汲取灵感，以改善性能并为这些多功能材料开拓新的应用。
这些成就会使得我们以后研发一些东西更加容易以及快捷。钙钛矿太阳能电池以其制备简单、成本低和效率高的优势在新型光伏技术领域迅速崛起。钙钛矿太阳能电池按照器件结构可分为正式和反式两种结构，相比于正式结构，反式结构器件因制备工艺更加简单、可低温成膜、无明显回滞效应、适合与传统太阳能电池（硅基电池、铜铟镓硒等）结合制备叠层器件等优点，受到学术界和产业界的关注。但仍然存在开路电压与理论值差距较大、光电转换效率仍然偏低等应用瓶颈。
在纳米研究国家重大科学研究计划的支持下，北京大学朱瑞研究员、龚旗煌院士与合作者展开研究，针对反式结构钙钛矿太阳能电池在光电转换效率上存在的瓶颈，提出了“胍盐辅助二次生长”方法，开创性地实现了钙钛矿薄膜半导体特性的调控，显著降低了器件中非辐射复合的能量损失，在提升器件开路电压方面取得了突破，首次在反式结构器件中获得了超过1.21V的高开路电压。
同时，在不损失光电流和填充因子等性能参数的情况下，显著提高了反式结构钙钛矿电池的光电转换效率，实验室最高效率达到21.51%。经中国计量科学研究院认证，器件的光电转换效率高达20.90%，是目前反式结构钙钛矿太阳能电池器件效率的最高记录。
该结果为提升反式钙钛矿太阳能电池器件效率、推进该类新型光伏器件的应用化发展提供了新思路，可进一步拓展到钙钛矿叠层太阳能电池以及钙钛矿发光器件中，具有潜在的应用前景和商业价值。相关成果6月29日在线发表在《科学》杂志上。
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