

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201802/02/281303.html


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在Y系列有机太阳能电池中,调控活性层在干燥过程中的形貌对于同时实现高效率与高耐久性至关重要。这些结果确立了物理状态编程的ISR添加剂作为一条通用路径,可协同优化OSCs的效率与稳定性,并为可扩展、无残留的形貌控制提供了机理指导。同时大幅提升效率与稳定性:mDF通过优化结晶动力学、收紧π-π堆积、增大相干长度并编程有利的垂直相分离,将PM6:L8-BO器件效率提升至19.28%,并将高温光照下的运行稳定性大幅延长至477小时。
论文概览活性层形貌的精确调控是推动有机太阳能电池走向实际应用的关键。结论展望本研究提出了一种基于主链衍生结晶模板的通用形貌调控策略,通过设计小分子BDD-C6与DTBT-C6,成功实现活性层垂直相分布、结晶性与相纯度的协同优化,显著提升激子利用与电荷传输效率,最终在多个二元体系中实现20%以上的高效率并具备优异厚膜兼容性。该策略为高性能、可规模化制备的有机太阳能电池提供了新的材料设计与形貌工程思路。
通过进一步分析,科学家发现水平排列的PMEAI抑制了Pb和I空位的缺陷,并诱导钙钛矿/C60界面内建电场的反转,从而最大限度地减少界面复合损失。他们解释说,界面电场被PMEAI反转,从C60指向钙钛矿,显著加速电子提取并抑制复合,从而突破了钝化层对电流密度和填充因子的传统限制。电池在65摄氏度下1500小时后,仍保持97%的初始效率。
2025年11月10日,青岛大学刘亚辉教授、薄志山教授、路皓副教授等人在《AdvancedMaterials》上发表了题为“CustomizedMolecularDesignofaNovelWide-BandgapPolymerDonorBasedonBenzoTrithiopheneUnitwithOver20%SolarCellEfficiency”的研究论文。通过引入富勒烯受体PCBM构建三元器件,效率进一步提升至20.4%。形态学表征进一步佐证了上述结论。
低温制备的碳基钙钛矿太阳能电池因其稳定性高和成本低而受到关注,但其性能受限于空穴传输层与碳电极之间的低效电荷传输。本研究香港城市大学朱宗龙、大连理工大学王宇迪和史彦涛等人提出使用羧基功能化氧化石墨烯作为Spiro-OMeTAD的掺杂剂,实现了无需氧气激活的p型掺杂,促进了界面电荷转移并固定了锂离子,从而同时提升了器件性能与稳定性。
基于该3D/2D异质结的反式钙钛矿太阳能电池实现了26.17%的光电转换效率,并具备1.194V的高开路电压和85.40%的填充因子。研究意义界面工程新策略:提出以氟化哌啶衍生物为表面重构剂,实现3D/2D异质结的精准构建与性能协同优化。结论展望本研究通过分子设计的氟化哌啶衍生物p-CFPIP,成功在3D钙钛矿表面构建了高n值2D覆盖层,形成了高效的3D/2D表面异质结。
无卤溶剂加工对有机太阳能电池的工业化生产与环境可持续性至关重要。此外,将反溶剂策略扩展至甲醇浸泡法用于大面积制备,获得了17.23%的组件效率纪录,是目前活性面积超过10.0cm的OSC组件中性能最优的之一。文章亮点:创新反溶剂策略突破效率瓶颈:通过甲醇作为环保抗溶剂,精准调控材料沉淀过程,将分子聚集时间从3.4秒缩短至0.5秒,实现优化的相分离形貌,器件效率提升至20.51%,创无卤溶剂OSCs新纪录。
华北电力大学研究人员通过一项名为"碱增强反溶剂水解"的创新策略,将钙钛矿量子点太阳能电池的认证效率提升至18.3%,创造了该类电池的最高世界纪录。这项发表于《自然通讯》的研究,不仅刷新了效率数字,更攻克了长期困扰量子点太阳能电池发展的表面配体交换不充分的核心技术难题。这项创新不仅刷新了效率纪录,更重要的是开辟了钙钛矿量子点表面调控的新路径。
在连接顶層与中间钙钛矿结时,我们优化了沉积在原子层沉积氧化锡上的金纳米颗粒尺寸,以实现最佳欧姆接触并最小化光学损失。应用上述策略后,1cm三结电池实现了第三方验证的反向扫描功率转换效率27.06%,开路电压达3.16V。放大至16cm器件,其认证稳态效率为23.3%。通过去除甲铵并在钙钛矿体中引入铷以及使用哌嗪-1,4-二氯化物表面层,器件寿命也得到提升。封装的1cm电池在最大功率点持续运行407小时后仍保持95%的初始效率,并通过了IEC61215热循环测试。
此外,锂螯合作用固定了水分子,减缓了湿气侵入。结构优化与性能提升:Li螯合使π–π堆积距离缩短,聚合物结晶度提高,空穴迁移率显著增强,器件效率从11.8%提升至13.7%。
最终,基于此的有机太阳能电池在使用ZnO基ETL的器件中实现了20.1%的纪录效率,并具备优异的厚度容忍度和操作稳定性。实现传统结构OSC效率突破:刚性器件效率达20.1%,柔性器件达19.1%,均为ZnO基ETL器件的最高纪录。具备优异厚度容忍度与稳定性:ZnO-DIB器件在10–35nm厚度范围内效率波动5%,并在连续光照下保持超过80%的初始效率。



