人类社会的快速发展导致能源消耗大幅增加,导致全球能源短缺以及由于使用不可持续的化石燃料而引起的严重环境问题。例如,大量使用煤炭和石油导致碳排放,这是全球变暖和气候变化的主要因素。发展绿色和可持续的能源道路比以往任何时候都更加紧迫。在这方面,阳光、风能和水能等能源对于建设清洁和可持续的未来至关重要。例如,人们可以通过太阳能电池装置从太阳中产生电能。之后,这种电能可以通过电池或超级电容器以电荷的形式储存,也可以通过电化学催化转化以化学物质的形式储存,可以远距离运输或长期储存以供最终使用。这些新能源技术和设备(包括光伏、储能和能量转换)的效率是决定它们能否大规模实施的关键。高性能材料在确定这些技术的效率方面起着核心作用,因此在很大程度上影响着这些清洁能源技术的使用以及实现全球碳中和使命的道路。在这期以能源转型迈向碳中和为重点的特刊中,我们收集了 27 篇论文,讨论了这些重要的能源过程,并展示了先进材料及其制造如何影响这些技术的效率,包括太阳能电池、电催化装置和储能装置。太阳能电池是一种可以吸收太阳光并通过活性成分将其转化为电能的装置,活性成分包括钙钛矿材料 [1–5]、有机分子 [6,7] 和无机材料 [8,9]。活性材料或电荷传输层中的缺陷以及不同组分之间的界面质量是需要优化的重要因素,以提高太阳能电池的光电转换效率 (PCE)。Yi 等人。 [1] 报道了使用多功能磷乙醇胺来抑制电子传输层 SnO 2 中的缺陷,并提高柔性钙钛矿太阳能电池的 PCE。为减少缺陷处的非辐射复合损失,Wang 等人 [2] 使用阴离子表面活性剂硬脂酸铯来钝化缺陷并提高金属卤化物钙钛矿太阳能电池对光和湿气的耐受性,使 PCE 达到 23.41%。考虑到离子迁移是柔性钙钛矿太阳能电池中的一个问题,
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