西安交大在非铅钙钛矿太阳能电池研究中取得重要进展

来源:西安交通大学发布时间:2017-04-11 11:44:52
 基于甲基铵铅碘钙钛矿太阳能电池是光伏领域的一颗新星,其转换效率从2009年3%到2016年突破22%,其效率短短七年的进展堪比其他类型太阳能电池几十年的发展,因而成为国际上科研以及产业领域关注的热点,但是有铅的毒性和对环境的损害成为制约其发展的因素之一,因而发展非铅钙钛矿太阳能电池意义重大。对于非铅钙钛矿薄膜(锡基钙钛矿等)而言,其结晶特性、薄膜形态与缺陷等更难控制,而这些缺陷是导致其性能破坏的重要因素,因此高质量、低缺陷非铅钙钛矿(锡基)薄膜的制备技术是突破其发展的关键。

针对上述重要的科学问题和技术难点,西安交大电信学院吴朝新教授率领团队系统地开展了新型高质量钙钛矿薄膜制备技术、动力学过程及其高性能非铅钙钛矿太阳能电池的研究,在国际上率先发展了“蒸镀-旋涂”的钙钛矿薄膜制备技术,并基于这种“蒸镀-旋涂/浸泡”薄膜制备技术,成功地解决了锡基钙钛矿成膜的瓶颈,实现高质量低缺陷的锡基钙钛矿薄膜,国际上首次报道室温制备甲眯锡碘钙钛矿太阳能电池其柔性器件光转换效率3.98%。该研究成果近期在国际顶尖期刊Advanced Materials(IF 18.96)发表。

该项工作受到审稿专家的高度评价,认为是“解决目前非铅(锡基)钙钛矿薄膜及其电池瓶颈的最有效方法之一”,是“实现更高效率锡基钙钛矿太阳能电池的基础”。该文的第一作者单位为西安交通大学,吴朝新教授为通讯责任作者,第一作者为其博士生郗俊同学,同时美国西北大学Merouri教授也参与部分工作。该项工作是在国家重大科学研究计划课题、国家自然基金面上课题支持下完成的。

FR:西安交通大学

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201704/11/111534.html

责任编辑:suna
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
复旦大学赵岩&王洋&梁佳Nat Energy:厘米级无富勒烯锡基钙钛矿太阳能电池实现14.51%认证效率来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:33:49

富勒烯基电子传输层常用于锡基钙钛矿太阳能电池以实现高功率转换效率,但其存在成本高、合成复杂、电子迁移率低以及与钙钛矿相互作用有限等问题。该研究展示了非富勒烯ETL在锡基钙钛矿光伏中的潜力。研究亮点:高效率与大尺寸兼备:采用非富勒烯ETL材料P3,实现了小面积16.06%和大面积14.67%的高效率,且均通过第三方认证,为锡基钙钛矿太阳能电池的大面积化提供了可行路径。

朱宗龙等人EES:金属茂盐作为可调控掺杂剂提升钙钛矿太阳能电池效率来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:14:09

我们揭示了掺杂机制,并证明此类掺杂剂可将钙钛矿/OSC异质结处的空穴提取效率提升45%。使用金属茂盐掺杂剂的钙钛矿/OSC光活性层,相比使用传统LiTFSI基掺杂剂的薄膜,对湿气诱导降解的耐受性显著增强。显著增强器件界面稳定性与空穴提取金属茂盐掺杂剂及其反应副产物中性二茂铁能有效钝化钙钛矿表面,诱导能带弯曲并形成表面杂化态,从而提升空穴提取效率。

Joule:用可印刷碳阴极增强p-i-n型钙钛矿太阳能电池的可行性:极性反转的起源来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:10:16

可印刷的后电极是钙钛矿太阳能电池规模化应用的关键技术。碳电极在n-i-p结构中已广泛应用,但其在p-i-n结构中的应用因界面能量失配而受限。

吴素娟&李永&刘治科AM:硫代羧酸盐介导的缺陷抑制与碘分子清除:实现22.16%高效稳定CsPbI₃钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 13:57:01

AP中的硫代羧酸盐基团可强螯合欠配位Pb,钝化缺陷并抑制铅泄露;其含氮部分与I形成氢键,抑制碘空位形成。本工作证明了AP作为高效界面调控剂的有效性,并为稳定高效全无机PSCs的多功能分子工程提供了新思路。高效缺陷抑制与能级优化:AP处理显著提升薄膜结晶质量、降低陷阱态密度,并优化钙钛矿/空穴传输层能级对齐,实现高达22.16%的转换效率与1.29V的高开路电压。

李晓东&方俊锋AM:ITO纳米颗粒稳定倒置钙钛矿太阳能电池中空穴传输层的自组装来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 13:43:55

近年来,随着自组装分子的应用,倒置钙钛矿太阳能电池的效率迅速提升,但SAM分子易脱附的问题严重制约了器件稳定性。本研究华东师范大学李晓东和方俊锋等人引入功能化的氧化铟锡纳米颗粒,以促进并增强SAM在基底上的自组装。与ITO基底上传统物理吸附、易脱附的OH不同,INPs上的OH基团键合稳定,能耐受溶剂冲洗和长期老化,从而抑制器件老化过程中SAM的脱附。

KHP钝化埋底界面实现高效稳定钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:43:00

近日,中国科学院上海高等研究院光源科学中心研究人员成功将邻苯二甲酸氢钾作为多功能添加剂引入SnO2电子传输层,以同步改变ETL性质和SnO2/钙钛矿埋底界面。此外,KHP在ETL中均匀分布,并在热退火过程中逐渐扩散至埋底界面和钙钛矿层,进一步与未配位的Pb离子配位,降低钙钛矿的表面及体相缺陷密度,缓解薄膜内部应力。

无机钙钛矿太阳能电池以950小时运行达到迄今为止的最高效率来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:38:39

无机钙钛矿太阳能电池实现了超过21%的创纪录效率。团队成功解决了长期存在的难题,发明了一种在完全无机钙钛矿太阳能电池上制造耐用保护层的方法。解决退化问题限制钙钛矿太阳能电池采用的主要障碍是快速降解,暴露于湿度、温度或压力等波动的大气条件下,会导致钙钛矿材料在效率和材料性能上迅速下降。

离子液体提高钙钛矿太阳能电池的长期稳定性来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:34:30

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。

高度透明的钙钛矿太阳能电池效率为18.22%来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:31:49

印度的一个研究团队研究了基于室温工艺制备的非晶铟锌高导电透明电极在钙钛矿太阳能电池中的应用,这些器件可用于叠层和建筑集成光伏应用。其中包括在钙钛矿太阳能电池的后部透明电极中使用a-IZO。事实上,原型机的效率超过了基于c-ITO器件的15.84%功率转换效率。

中国石油再创钙钛矿电池效率世界纪录来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:27:36

通过持续的技术创新,团队成功攻克了薄膜材料广域带隙精准调控、高质量结晶工艺优化等一系列关键难题,先后3次刷新1.68eV宽带隙与1.50eV常规带隙钙钛矿电池的光电转换效率世界纪录。这一成果不仅标志着中国石油在钙钛矿电池技术领域实现了多路线布局,更使其跻身全球极少数掌握多种钙钛矿太阳能电池核心技术的企业行列。

Joule:钙钛矿太阳能电池的回收利用来源:知光谷 发布时间:2025-12-05 09:52:48

钙钛矿太阳能电池实现了高效率和低成本制造,但面临着铅管理和有限使用寿命的挑战。近日,香港科技大学ZhouYuanyuan、香港浸会大学GuoMeiyu等人回顾了能够有效回收PSC的材料、设备和工艺特性。研究亮点:1)作者总结了技术经济分析和生命周期评估,这些分析和评估表明,通过多轮材料回收,成本和环境影响大幅降低,并比较了器件架构和功能层的回收途径。