索比光伏网讯:太阳能电池的表面一般为平整的，如果在表面添加细小的硅粉，可能会使其单位面积产生的能量翻一倍或者更多。这一假设已经被特温特大学研究院的一位学者证实。
去年，特温特大学的研究员们就发明了一种每平方厘米分布一百万个微粒的半导体。这种半导体由两类硅组成，一种使用硼掺杂，另一种使用磷掺杂，这两者组合在一起形成PN结。PN结对太阳能电池的效率影响很大，因为正负电荷正是在这里被分隔。而这项技术的困难在于确保PN结准确地依附于表面结构生长。在最进的一项研究中，研究员们发现了最合适的微粒高度和PN结厚度，分别为40微米和790纳米，由此生产的太阳能电池效率可以达到13%，是不含微粒的两倍多。
这项研究是特温特大学“太阳能燃料”项目的一部分。尽管这项技术目前的成本还比较高，但仍有应用前景。
原标题:提高太阳能电池效率的微粒
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尽管单结钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已突破27%，其商业化进程仍受限于长期运行稳定性的瓶颈。然而，即便在隔绝水与氧等外界应力的条件下，钙钛矿太阳能电池的寿命仍显著短于硅基器件。研究组设计并开发了一系列含乙二醇醚侧链的离子液体，以协同提升钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性。该离子液体优先富集于钙钛矿底部，可显著抑制碘化铅的聚集及空隙的形成。
首次明确指出并证实了“惰性”的FTO基底在操作应力下会发生离子扩散，是导致钙钛矿太阳能电池性能衰减的关键但被长期忽视的退化途径。CPD下降表明样品的功函数增加了,功函数增加通常意味着费米能级向下移动更靠近价带。图4.c为碘的信号从钙钛矿层向下方的SnO2和FTO层中渗透。
中国石油大学（华东）和青岛理工大学的研究人员报告了一种新的分子桥接策略，以解决钙钛矿太阳能电池中已知的挑战—钙钛矿吸收层和载流子提取层之间埋地界面的接触不良。通过引入氨基磺酸钾作为SnOETL和钙钛矿层之间的桥接分子，该团队在器件效率和稳定性方面都取得了提高。这项工作强调了埋地界面工程在提高PSC性能方面的重要性，并证明像HKNOS这样具有成本效益、结构简单的分子可以在效率和耐用性方面带来显着的提升。
世宗大学、檀国大学、香港城市大学、沙特国王大学、哈利法科技大学和东国大学首尔分校的研究人员通过设计与二维二硫化钨集成的混合FA-MA钙钛矿基体，开发了一种高效稳定的钙钛矿太阳能电池架构。优化后的WTe集成PSCs实现了令人印象深刻的22.86%的PCE，比原始钙钛矿器件提高了18%。这项研究强调了工程混合钙钛矿-TMDs架构突破下一代光伏性能界限的潜力，为高效耐用PSCs的可扩展室温制造铺平道路。
实验结果证实，双层钝化策略能够精确调节钙钛矿的能级对齐，降低缺陷密度，并抑制界面非辐射复合。结合AlOx/PDAI2处理的整体钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现了31.6%的光电转换效率，使用的是采用QCELLSQ.ANTUM技术制造的工业硅底电池。基于这一研究方法，研究人员提出了一种针对钙钛矿/硅叠层太阳能电池特定挑战的双层钝化策略。通过利用AlOx和PDAI2的互补优势，双层钝化策略同时解决了能量损失和稳定性的问题，在不影响离子传输动力学的前提下优化了界面特性。
阻碍钙钛矿太阳能电池的持续挑战之一在于其空穴传输层的制备方式。结果是双重好处—精确掺杂的有机半导体和消除破坏稳定性的移动锂离子。当集成到钙钛矿太阳能电池中时，其结果令人印象深刻。通过简化掺杂工艺，同时解决锂离子迁移问题，电解掺杂既能提供更高的性能，又能提供更高的可靠性。它代表着钙钛矿太阳能电池不仅在实验室中创下记录，而且足够实用和稳定，适合实际部署的重大进步。
锡基钙钛矿太阳能电池具有多种优势，包括低毒性和接近理想的带隙。为了解决这些障碍，中国常州大学和扬州大学的研究人员重点关注了阻碍锡基钙钛矿太阳能电池性能的两个主要问题：不受控制的结晶和钙钛矿层内Sn的快速氧化。该团队制定了一种策略，通过在锡基钙钛矿中掺入具有多种官能团的添加剂盐酸S-苄基硫脲来提高TPSC的性能。
通威太阳能、电子科技大学与国家计量与测试技术研究院的研究人员，系统探究了宽能隙钙钛矿在织构硅衬底上的结晶控制机制，并据此提出了一种可提升叠层太阳能电池性能的优化方案。研究人员改进了两步蒸发—溶液钙钛矿结晶和成膜方法—提供了一种简单有效的策略来应对全纹理串联电池均匀成膜的挑战。由此产生的电池实现了31.58%的转换效率，这一数值对于基于商业硅的叠层电池而言，无疑是令人瞩目的高效表现。
早期钙钛矿太阳能电池的一个问题是材料及其与电荷收集层的界面中存在高密度的缺陷，这扰乱了电荷流动并导致能量以热量形式损失。100多天后，新设计的电池保留了92%的性能，而对照设备仅保留了其初始性能的76%。在55°C下连续强光照射300小时的严酷测试中，新型太阳能电池保留了76%的性能，而对照器件则下降到47%。
目前仅少数二元体系突破20%效率，且依赖复杂形貌调控。南开大学陈永胜团队设计核不对称受体Ph-2F，实现二元器件效率20.33%，创不对称受体世界纪录。该设计通过协同调控形貌与能损，为产业化提供高稳定性新路径。EQE光谱响应扩展至894nm，积分电流误差3%。动力学曲线拟合显示Ph-2F体系激子解离时间(τ)仅0.121ps，扩散时间(τ)缩短至5.161ps，空穴转移效率达98.71%，为高效率提供动力学基础。
香港科技大学（科大）、耶鲁大学、劳伦斯伯克利国家实验室和洛桑联邦理工学院的工程学院（SENG）的研究团队推出了全面的仿生多尺度设计策略，以应对钙钛矿太阳能电池商业化的关键挑战：长期运行稳定性。这些战略从自然系统中汲取灵感，旨在提高太阳能技术的效率、弹性和适应性。
