“铕离子对提升钙钛矿太阳电池寿命的机理”入选2019年度中国科学十大进展

来源:PV-Tech发布时间:2020-03-04 13:20:49

日前,科技部基础研究管理中心发布了2019年度中国科学十大进展。

“中国科学十大进展”的遴选活动由科技部基础研究管理中心牵头举办,至今已成功举办15届,旨在宣传我国重大基础研究科学进展。

本次共有320项科学研究进展推荐送选,排名前10 位的科学进展入选“2019年度中国科学十大进展”。其中,阐明铕离子对提升钙钛矿太阳能电池寿命的机理入选。

附:阐明铕离子对提升钙钛矿太阳能电池寿命的机理简介

钙钛矿太阳能电池是广受关注的新一代光伏技术,而其工作稳定性是目前产业化的主要障碍。传统研究主要通过组分优化、封装、界面改性和紫外光过滤等来有效抑制如氧气、水分和紫外光等因素导致的性能下降,从而提升器件的稳定性。然而要进一步提高器件的寿命,需要发展一种长期有效的方法以抑制使役过程中材料的本征缺陷。

为提高本征稳定性,北京大学工学院周欢萍研究组、化学与分子工程学院严纯华/孙聆东研究组及其合作者提出,通过在钙钛矿活性层中引入铕离子对(Eu3+/Eu2+)作为“氧化还原梭”,可同时消除Pb0和I0缺陷,进而大幅提升器件使用寿命。

 


 

铕离子对氧化还原梭工作机理

有趣的是,该离子对在器件使用过程中没有明显消耗,对应的器件的效率最高达到了21.52%(认证值为20.52%),并且没有明显的迟滞现象。同时,引入铕离子对的薄膜器件表现出优异的热稳定性和光稳定性,在连续太阳光照或85oC加热1000小时后,器件仍可分别保持原有效率的91%和89%;

在最大功率点连续工作500小时后保持原有效率的91%。该方法解决了铅卤钙钛矿太阳能电池中限制其稳定性的一个重要的本质性因素,可以推广至其他钙钛矿光电器件,对于其他面临类似问题的无机半导体器件也具有参考意义。

 


 

钙钛矿太阳能电池的结构(A)和实物(B)


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202003/04/321771.html
责任编辑:qypsolarbe
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
合肥新站钙钛矿产业大会召开,全力打造“长三角钙钛矿光伏技术特色产业园”来源:钙钛矿工厂 发布时间:2025-12-29 09:47:39

12月26日下午,合肥新站高新区钙钛矿光伏产业创新发展会正式召开,高校专家、产业链企业金融机构、科创孵化平台代表齐聚新站共话钙钛矿光伏产业发展新机遇。

中国电力 | 2025年度电力建设科学技术进步奖一等奖单位!来源:国电电力 发布时间:2025-12-25 09:57:25

近日,中国电力建设企业协会公布了2025年度电力建设科学技术奖评选结果,国电电力舟山海上风电象山二期工程《大容量海上风机一体化设计与运行调控关键技术》,国电电力内蒙古综合能源蒙西蓝海光伏电站《沙戈荒光伏大基地高效系统的设计与成套装备及应用》均荣获2025年度电力建设科学技术进步奖一等奖。

钧达股份:正积极推进钙钛矿及钙钛矿叠层电池的商业化应用来源:证券时报e公司 发布时间:2025-12-23 16:36:15

钧达股份12月22日在机构线上电话会议表示,公司深耕光伏电池技术研发,在下一代钙钛矿技术领域布局深远,已与仁烁、中科院、苏州大学等单位开展研究,已实现关键突破:钙钛矿叠层电池实验室效率达32.08%,居于行业领先水平;2025年11月完成首片产业化N型+钙钛矿叠层电池下线,攻克底电池结构优化、高效介质钝化膜沉积等核心技术,具备独立开展叠层工艺研发与小规模生产的能力,正积极推进钙钛矿及钙钛矿叠层电池的商业化应用。

苏大袁建宇团队AM: 倒置钙钛矿太阳能电池实现 26.11% 的冠军效率!来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:15:02

效率:DCA-1F共SAMs器件表现最优,冠军PCE26.11%,开路电压1.179V,短路电流密度25.89mA/cm,填充因子85.49%;DCA-0F、DCA-2F共SAMs器件PCE分别为25.21%、25.05%,均高于纯MeO-2PACz对照组。稳定性:30-50%湿度环境下储存1000小时,DCA-1F共SAMs器件保持90%初始PCE;1太阳光照下最大功率点跟踪1000小时,仍维持~90%效率,而纯MeO-2PACz器件500小时后效率衰减超50%。DCA分子与MeO-2PACz在溶液状态下自聚集行为的示意图。近期报道的基于共自组装单分子层策略的高效钙钛矿太阳能电池性能汇总。

目前最高值!AFM:双重钝化策略使钙钛矿电池太阳能-氢能转换效率达6.5%来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:13:06

FASCN促进钙钛矿晶粒长大,PDAI减少表面缺陷,共同抑制非辐射复合并提升电荷提取效率。进一步通过三元富勒烯混合物优化电子传输层,改善能级对齐并降低界面能量损失,使小面积器件的开路电压从1.41V提升至1.60V,能量转换效率达9.4%。该系统太阳能-氢能转换效率达6.5%,是目前报道的单吸收体PV-EC系统中最高值。单吸收体水分解效率创纪录:将优化后的1.0cm器件集成于PV-EC系统,实现6.5%的太阳能-氢能转换效率,为目前单吸收体光解水系统最高值。

27.2%!中科院游经碧团队Science:HVCD策略制备高效率钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:11:11

近期,中国科学院半导体研究所游经碧研究员领导的团队发现,基于MACl制备的钙钛矿薄膜存在垂直方向上氯分布不均匀的问题,主要原因是MACl中的氯离子在钙钛矿结晶过程中迅速迁移至上表面引起富集。基于所开发的氯元素均匀分布的钙钛矿薄膜,团队研制出经多家权威机构认证、光电转换效率为27.2%的钙钛矿太阳能电池原型器件。该研究实现了钙钛矿太阳能电池效率与稳定性方面的协同提升,将为其产业化发展提供重要支撑。

浙江大学王勇 AEL: 离子位点竞争策略用于增强钙硅叠层光伏器件中宽带隙钙钛矿的稳定性来源:先进光伏 发布时间:2025-12-23 11:00:37

论文概览宽带隙钙钛矿的稳定性是实现高效钙钛矿/硅叠层光伏器件的关键,但由于宽带隙钙钛矿中卤化物偏析导致的不稳定性仍然是一个重大挑战。结论展望本研究创新性地提出了一种离子位点竞争策略,通过精心设计的多Cl-源前驱体组分优化,实现了Cl离子在钙钛矿晶格与间隙位点的可控分布。

黄劲松AEM:理解钙钛矿太阳能电池中基于膦酸分子的空穴传输层来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:59:38

自组装单分子层已成为钙钛矿太阳能电池中一类重要的界面材料,能够调控能级、提升电荷提取效率,并改善器件效率与稳定性。其中,基于膦酸的自组装单分子层因其可与透明导电氧化物形成共价键,作为超薄、透明且可调控的空穴传输层而备受关注。解决这些挑战是将SAMs推向商业化钙钛矿太阳能产品的关键。

AEM:环境条件对无反溶剂两步法FAPbI₃薄膜及太阳能电池性能的影响来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:58:30

综上,该研究表明,在干燥气氛中制备活性层或在最终退火时引入适度湿度,可获得两步法FAPbI太阳能电池的最佳性能与稳定性。

溴功能化Bz-PhpPABrCz+Bz-PhpPACz二元混合SAM在纹理化钙钛矿/硅叠层太阳电池上实现31.4%效率来源:钙钛矿-晶硅叠层太阳电池TSCs 发布时间:2025-12-22 17:25:37

Huang等人关键发现:溴杂质意外提升性能意外发现:商用SAM材料4PADCB中意外含有溴代杂质,这些杂质反而提升了叠层电池性能。低滞后性:Mix和C-4PADCB电池滞后明显小于纯Bz-PhpPACz(图5B)。

港科大周圆圆、港理工蔡嵩骅等人NC:揭秘钙钛矿电池性能的“隐形杀手”——晶内杂质纳米团簇来源:先进光伏 发布时间:2025-12-22 16:29:28

香港科技大学周圆圆、香港理工大学蔡嵩骅等研究团队,通过低剂量扫描透射电子显微镜首次在铯掺杂混合阳离子钙钛矿薄膜中,发现了一种新型亚稳态晶粒内杂质纳米簇。核心技术亮点首次发现晶粒内隐藏杂质:利用超低剂量扫描透射电镜,首次在原子尺度上直接观测并解析了隐藏在钙钛矿晶粒内部的亚稳态ABX型杂质纳米团簇的晶体结构。