香港城市大学Alex Jen团队Chem. Sci.:高效空穴选择和埋底界面钝化的自组装单分子层用于倒置钙钛矿太阳能电池

来源:知光谷发布时间:2024-01-25 09:44:57

自组装单分子层(SAM)已广泛用作倒置钙钛矿太阳能电池(PSC)中的底部接触空穴选择层(HSL)。除了调控电学特性之外,基于SAM的分子工程还提供了调控钙钛矿埋底界面的机会。

鉴于此,香港城市大学Alex Jen团队通过合理的不对称SAM分子设计成功引入了路易斯碱性氧原子和硫原子,获得了两种新型多功能SAM分子:CbzBF和CbzBT。单晶结构和器件界面表征表明,该设计成功实现了SAM分子堆积增强、更有效的ITO功函数的调节和掩埋界面钝化。因此,采用CbzBT的冠军器件表现出24.04%的出色功率转换效率 (PCE)、84.41% 的高填充因子以及提升的稳定性。

这项工作证明了在SAM分子中引入缺陷钝化杂环基团以帮助钝化PSC中的界面缺陷的可行性。从分子设计策略中获得的见解将加速用于高效PSC的新型多功能SAM HSL的开发。

Fig. 1 Molecular structures, calculated dipole moments and HOMO energy levels of CbzPh, CbzBF, and CbzBT.

Fig. 2 The molecular packing patterns in single crystals of the π-scaffolds of a) CbzPh (7H-benzo[c]carbazole), b) CbzBF (5H-benzofuro[3,2-c]carbazole), and c) CbzBT (5H-benzo[4,5]thieno[3,2-c]carbazole).

Fig. 3 a) The SEM images, b) XRD patterns (Here * denotes the diffraction peak of PbI2, and # denotes the diffraction peak of ITO), c) PL spectra and d) TRPL spectra (the direction of incident light comes from the perovskite side) of perovskite films deposited on CbzPh, CbzBF and CbzBT HSL.

Fig. 4 a) Device architecture of the inverted PSCs; b) current density–voltage (J–V) characteristics; c) box plots of PCEs of the PSCs employing SAM-modified substrates of CbzPh, CbzBF and CbzBT; d)–f) device characteristics of d) J–V sweeps, e) EQE and f) stabilized power output (SPO) of the champion device employing CbzBT HSL.

Wenlin Jiang., Ming Liu., et al. Rational molecular design of multifunctional self-assembled monolayers for efficient hole selection and buried interface passivation in inverted perovskite solar cells.Chem. Sci., 2024



索比光伏网 https://news.solarbe.com/202401/25/375606.html
责任编辑:zhouzhenkun
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
云南省钙钛矿太阳能电池技术研发取得新进展来源:云南网 发布时间:2026-08-11 09:15:20

云南省昆明理工恒达科技与昆明理工大学黄惠教授团队在钙钛矿太阳能电池技术研发上取得重要进展。团队实现小面积单结器件认证效率27.16%,并完成有效面积661 cm²组件的小批量工艺验证;已稳定制备30 cm×30 cm组件,转化效率达22%,目标提升至24%以上。针对产业化中面积放大导致的效率衰减与薄膜均匀性等难题,团队构建产学研联合体,推行“基础研发+工程放大”双轨路径:材料层面首创体相与晶界缺陷协同抑制策略,不同带隙器件效率达24.12%–26.84%,1000小时运行后效率保持率94%;界面工程优化埋层并抑制非辐射复合,1200小时保持率96%;电极工艺采用银-铜合金共蒸镀及低温刷涂技术,降低贵金属用量,适配卷对卷量产。(199字)

突破31%!钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池新纪录:双界面工程助力效率与稳定性双丰收来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-08-06 08:36:09

本文报道了我国科研团队在钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池领域取得的重大突破:通过创新性提出“双界面载流子传输工程”(DICTE)策略,同步优化底部(空穴侧)与顶部(电子侧)界面,成功将小面积器件效率提升至31.09%(认证30.57%),大面积器件达28.85%,并显著增强长期稳定性——未封装器件在氮气环境中储存3576小时后效率保持94%,70°C热老化960小时后仍超90%,最大功率点跟踪756小时后保持91%。研究针对CIGS表面粗糙导致钙钛矿成膜不均、界面能级失配及缺陷复合等核心瓶颈,分别采用双层NiOₓ空穴传输层实现保形覆盖与高效空穴提取,以及EDADI/p-F-PEAI双分子协同钝化改善电子传输与能带匹配,系统解决了效率与稳定性难以兼顾的难题,为叠层光伏实用化提供了新路径。(199字)

1GW钙钛矿光伏生产基地落地湖南常德来源:湖南可再生能源学会 发布时间:2026-08-05 09:04:49

本文报道了湖南省在“项目大谋划、谋划大项目”行动中推进重大项目建设的最新进展。7月30日,湖南省发改委在长沙举办重大项目第二次路演活动,集中展示50个重点优质项目,涵盖主导产业升级、新质生产力培育和绿色低碳转型等领域。其中,炎和科技拟投资8亿元,在常德高新区建设总产能1GW的钙钛矿光伏生产基地,一期已建成全球首条100MW消费级钙钛矿光伏全自动黑灯工厂并投产,二期、三期正规划建设;岳阳临一云川高空风能发电装备制造项目二期总投资约10亿元,达产后年产高空风电装备超50台套,助力完善新能源装备制造产业链。湖南将持续强化要素保障与机制建设,推动优质项目落地转化。

北京大学材料科学与工程学院周欢萍团队在钙钛矿太阳能电池领域取得重要进展来源:北京大学材料科学与工程学院 发布时间:2026-08-04 10:11:25

北京大学周欢萍团队针对钙钛矿太阳能电池因软晶格和低缺陷形成能导致的界面缺陷多、稳定性差等关键瓶颈,提出一种基于氩气/四氟化碳混合等离子体的表面工程新策略。该方法分两步实现原位界面重构:先以Ar等离子体物理刻蚀去除表面缺陷层,再利用CF₄等离子体产生的活性氟与未配位铅离子反应,构筑4–7纳米厚、连续致密且强键合的氟化铅钝化层。该钝化层显著降低界面缺陷密度(降幅约90%),提升载流子寿命与能级匹配,从而同步增强效率与稳定性。小面积电池效率达27.2%,100 cm²模组认证效率为23.5%;器件在高温、光照、紫外及循环老化等多条件下展现出优异长期稳定性。研究成果发表于《Science》。

钙钛矿—有机叠层太阳能电池研究取得新突破来源:人民日报 发布时间:2026-08-03 09:13:49

本文报道了中国科学院化学研究所李永舫院士与孟磊研究员团队在钙钛矿—有机叠层太阳能电池领域取得的重要进展。该团队成功研制出稳态光电转换效率达28.04%的新型叠层器件,成果发表于《自然》期刊。此类电池由宽带隙钙钛矿子电池与窄带隙有机子电池串联构成,旨在拓宽光谱响应、突破单结电池的理论效率极限。针对长期制约其性能的宽带隙钙钛矿前电池电压损失大、光照下易发生相分离及稳定性差等关键问题,研究团队提出“全阶段调控”策略,通过引入可光转换的添加剂分子,优化钙钛矿组分混合均匀性,并增强其与表面的结合力,从而显著抑制相分离、提升电压输出与运行稳定性。

天合光能取得太阳能电池片主栅结构相关专利,该主栅结构用于传导太阳能电池板电流来源:新浪证券 发布时间:2026-07-30 09:48:47

天合光能股份有限公司于2022年7月8日申请了一项名为“太阳能电池片的主栅结构”的外观设计专利,国家知识产权局于2026年7月24日予以授权并公告(授权公告号CN310112504S)。该专利聚焦于太阳能电池片中用于传导电流的主栅结构,核心设计要点体现在三种不同方案(设计1至设计3)中栅线单元的几何形状及其排列组合方式,其中设计1被指定为基本设计。专利产品属薄型结构,因此省略了后视图、左右视图、俯视图、仰视图及立体图。该外观设计旨在优化主栅的视觉形态与布局特征,服务于光伏组件中电流收集与导出的功能需求。

尚柔新能源团队两登Nature,加速柔性钙钛矿太空光伏产业化落地来源:太空光伏 发布时间:2026-07-27 16:47:17

本文聚焦柔性钙钛矿光伏技术在太空能源领域的产业化突破。面对低轨卫星星座规模化部署带来的能源瓶颈——传统砷化镓电池成本高、重量大、难以满足万颗级批量发射需求——柔性钙钛矿因其超轻量化、卷展式结构、本征抗辐射性、低温度系数及显著成本优势,被确立为下一代太空光伏的核心技术路径。文章系统阐述其四大适配性:轻质柔性便于一箭多星部署;材料与制备成本远低于砷化镓;抗高能粒子辐照能力优于晶硅;高温工况下功率输出更稳定。作为国内领军企业,尚柔新能源依托中科院李永舫院士团队十余年积累,于2026年7月9天内两登《Nature》,分别实现叠层电池28.80%效率世界纪录及柔性器件26.64%效率与优异环境耐受性。公司已建成百兆瓦量产线、叠层中试线及AM0空间测试平台,并启动国内首个400平方米卷轴式柔性帆板研制,支撑“阿莱耶识”算力卫星单星120kW发电目标。(199字)

协鑫集成牵头启动《三端晶硅钙钛矿叠层太阳能电池测试方法》 团体标准首次编制来源:协鑫集成 发布时间:2026-07-27 15:17:47

7月24日,协鑫集成联合苏州大学、扬州大学,在苏州牵头召开《三端晶硅钙钛矿叠层太阳能电池测试方法》团体标准首次编制会议,标志着我国在该领域测试标准化实现“从0到1”的突破。针对当前三端叠层电池因缺乏统一测试规范导致数据不可比、产业化受阻的问题,标准将系统界定测试流程、参数定义与数据处理方法,并设计分级方案,适配研发与量产验证需求。该标准旨在提升测试可靠性,支撑国产装备与材料验证,推动国内规范与国际接轨,助力我国参与光伏国际标准制定。依托在柔性叠层电池领域的技术积累,协鑫集成近期自主研发的柔性晶硅钙钛矿叠层电池获CPVT认证,光电转换效率达33.44%,器件级比功率超2000W/kg,居全球第一梯队。(199字)

MSWay与Halocell Energy签署合作备忘录,联合攻关柔性钙钛矿太阳能电池技术来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-07-15 08:54:14

MSWay与Halocell Energy近日签署合作备忘录,双方将联合推进柔性钙钛矿太阳能电池的产业化。MSWay将为其提供自主研发的柔性透明电极(FTE)材料,该材料具备高透光率、优异导电性与强机械柔韧性,是提升钙钛矿电池电荷收集效率、耐用性及整体性能的关键组件。这些FTE材料将被集成至Halocell Energy基于卷对卷(R2R)工艺的可打印钙钛矿太阳能电池生产流程中,以加速轻质、高效柔性光伏产品的规模化制造。此次合作旨在开发面向高价值及新兴应用场景的灵活太阳能解决方案,既是MSWay拓展国际技术联盟的重要举措,也为其柔性电极技术进入全球下一代太阳能市场奠定基础。双方将持续协作,推动柔性光伏技术商业化进程,助力可持续能源产业发展。(199字)

全行业首条1GW轻质柔性钙钛矿太阳能电池项目签约!来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-07-13 08:59:31

7月11日,咸阳市在咸阳高新区集中签约6个光电产业项目,总投资78亿元,涵盖光无源器件、滤光片、纳米偏振片、光学设备自动化及轻质柔性钙钛矿太阳能电池等领域。其中,西安天交新能源有限公司投资建设的轻质柔性钙钛矿项目为全行业首条1GW量产线,依托西安交通大学吴朝新团队自主研发的低成本大面积制备工艺与高可靠性薄膜封装技术,突破柔性钙钛矿电池在效率、稳定性和可弯折性方面的瓶颈。该技术跨界融合柔性电子封装经验,显著提升产品可靠性与经济性,可生产超轻、超薄、可弯曲电池,适用于物联网、BIPV、车载光伏及航空航天等高端场景。项目填补咸阳市在光电转换与光电子材料领域的产业空白,标志企业由中试验证迈入规模化量产新阶段。

西南石油大学研发新型太阳能电池,光电转换效率突破极限来源:四川在线 发布时间:2026-07-09 09:45:18

西南石油大学光伏材料与技术科研团队成功研发新型硅基异质结叠层太阳能电池,光电转换效率达35%,显著突破单结晶硅电池29.4%的理论极限。该成果依托宽带隙钙钛矿顶电池与窄带隙晶硅异质结底电池的上下串联结构,实现对不同波长太阳光的分段高效吸收。关键技术如纳晶硅氧薄膜与铜互联工艺达国际领先水平,获中国可再生能源学会科技进步一等奖。团队同步推动成果转化:建成校内图书馆分布式光伏项目(累计发电51.88万度)、金阳中学光伏示范工程(年发电量预计17.07万度),并完成12项技术在通威太阳能等企业产业化应用,涵盖“技术研发—示范应用—产业落地”全链条。(199字)