突破40%大关!西交大吴朝新团队在柔性钙钛矿室内光伏取得重要进展

来源:钙钛矿工厂发布时间:2025-03-20 14:46:11

目前,刚性钙钛矿光伏(PPVs)在户外条件下的认证功率转换效率(PCE)已超过26%,并且在室内弱光条件下(PCE > 40%)也表现出优异的能量捕获能力,与传统器件相当。与刚性PPVs相比,轻质柔性钙钛矿光伏(F-PPVs)更易于与低功耗传感器集成。考虑到未来多场景F-PPVs集成应用的需求,需进一步提升其环境稳定性和弯曲耐久性,以确保稳定的功率输出。因此,提升高输出功率柔性器件的环境耐受性和弯曲稳定性成为后端兼容的关键技术挑战。很多工作采用聚合物增韧网络结构的设计和官能团优化有助于实现F-PPVs效率和稳定性的提升。

2025年3月15日,西安交通大学董化&吴朝新&代锦飞&西安建筑科技大学徐洁等于CEJ刊发过引入聚合物网络提升柔性钙钛矿光伏组件的耐湿性和弯曲稳定性的最新研究成果。提出在钙钛矿层与空穴传输层之间引入超薄丙烯酸酯聚合物夹层,以研究聚合物网络对这些稳定性指标的影响。为阐明聚合物网络构型如何增强组件的稳定性,选择了含有丙烯酸酯和羰基的单体分子,并通过调节单体分子的有机链长来量化聚合物夹层的界面效应。一方面,合适单体分子的光聚合通过有效阻隔环境空气中的水分子扩散,显著提升了湿度稳定性;另一方面,不同有机链长单体的光聚合表现出动态调控作用,有助于提升弯曲稳定性。结果显示,采用三乙二醇二甲基丙烯酸酯聚合物夹层的柔性组件在户外(1 Sun)条件下实现了20.78%的功率转换效率(PCE,面积23.25 cm²),同时显著提升了长期耐湿性和弯曲稳定性。在室内弱光场景下(1000 lx,WLED光源),基于低带隙钙钛矿(1.58 eV)的优化器件在0.07 cm²和23.25 cm²面积上分别实现了42.1%和40.1%的PCE,这是目前已知的柔性钙钛矿光伏在WLED光源下的最高效率。这一策略为室内外F-PPVs效率和稳定性的突破提供新思路。

这种采用聚合物夹层的策略有望为柔性钙钛矿光伏(F-PPVs)器件在室内场景的市场应用提供新思路。温和的室内环境,以及钙钛矿材料可调节的带隙和优异的弱光特性,更有利于F-PPVs在室内场景的应用。图5a展示了F-PPVs吸收室内照明光并驱动低功率灯泡的应用示意图,生动描绘了室内应用场景。作为室内广泛使用的白光LED(WLED)和黄光LED(YLED)光源,研究F-PPVs在这两种光源下的室内光伏特性可以大致量化器件的弱光光伏(PV)性能。

在WLED照明下(1000 lx,功率密度=310 μW/cm²),图5b和5c显示,对照组器件的PCE为38.3%,而基于P-TEGDMA改性的器件获得了42.1%的最佳PCE(JSC=158.5 μW/cm²,VOC=1.02 V,FF=80.7%)。与WLED相比,器件在YLED照明下(1000 lx,功率密度=298 μW/cm²)的PCE略低,这主要是由于YLED的辐射功率密度较低。在YLED照明下,对照组器件的PCE为35.3%,而P-TEGDMA改性器件的PCE为39.6%(JSC=145.8 μW/cm²,VOC=1.01 V,FF=80.1%)。

基于低带隙钙钛矿(1.58 eV)的室内钙钛矿组件在WLED和YLED照射下的性能进一步测试。如图5d所示,通过界面P-TEGDMA钝化的组件在WLED照射下,i-PCE从35.7%显著提升至创纪录的40.1%。室内性能参数的显著改善表明,在低功率室内光源下,界面层选择和钝化能力调控对实现室内效率突破可能更为关键,尤其是对于柔性钙钛矿组件。此外,在YLED照明下,采用P-TEGDMA夹层的组件获得了35.6%的PCE(JSC=19.43 µW/cm²,VOC=8.37 V,FF=65.2%),与对照组组件相比,效率提升了18.7%。

在WLED和YLED照明下,当前F-i-PPVs的室内光伏性能总结于图5f中,包括低带隙和宽带隙钙钛矿器件。可以清楚地看到,本工作中报道的PCE在低带隙钙钛矿器件中已跻身于最高水平。这些结 果表明,通过优化界面层设计和钝化策略,F-PPVs在室内弱光环境下的性能得到了显著提升,为其在室内光伏应用中的商业化推广提供了有力支持。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202503/20/387393.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
效率突破15%!我国新一代太阳能电池研究取得新进展来源:央视 发布时间:2026-02-26 15:30:35

提到太阳能电池,很多人首先想到的是屋顶上的深蓝色硅板。近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究团队在一种新型太阳能电池材料上,实现了超过15%的光电转换效率,并获得了国际权威机构认证。据了解,这项技术的核心材料叫:铜锌锡硫硒太阳能电池。正因为这些优势,铜锌锡硫硒太阳能电池被认为是非常有潜力的下一代太阳能电池技术。

又一钙钛矿高校科技成果转化项目签约!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-02-24 10:02:36

全国高校区域技术转移转化中心是按照国家部署,由教育部牵头组织,联合区域地方、相关领域优势高校,共同搭建的全国高校开放共享的公共转化平台。在项目签约仪式上,厦门大学材料学院唐卫华教授的“钙钛矿光伏电荷传输材料与电池”项目作为首批科技成果转化项目之一,完成了项目签约,在具体合作项目上迈出了坚实的步伐。

万亿光伏×万亿航天!商业航天光伏能源系统升级展望来源:全球光伏 发布时间:2026-02-14 07:24:33

商业航天加速发展,低轨卫星成为中美竞争焦点,其配套能源系统将有相应的快速增长并可能迎来升级迭代。目前以三结砷化镓电池为主,两结方案可能走向应用。稀有金属锗在三结砷化镓中成本占比大,在降本诉求下,未来降低锗使用的两结方案可能走向应用。此外,目前钙钛矿在地面应用的主要瓶颈是寿命与大面积制备,应用于低轨卫星场景均可以规避。

华能牵头!我国首个钙钛矿光伏电池国际标准立项来源:中国华能 发布时间:2026-02-14 07:11:36

2月9日,中国华能集团有限公司牵头编制的IEC国际标准《研发用钙钛矿光伏电池测量规范》成功立项,这是我国在钙钛矿光伏领域牵头制定的首个国际标准。该标准由华能新能源公司与华能清能院联合牵头编制,系统研究电池稳定性、不同实验室测量的一致性、掩模版和夹具等造成的系统误差,进一步巩固我国在钙钛矿光伏电池标准测试领域的技术领先优势,助力钙钛矿光伏电池技术创新和产业高质量发展。

Sunic System的钙钛矿太阳能电池设备在北美进行验证来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-02-13 07:06:56

有报道称,SunicSystem的钙钛矿太阳能电池沉积设备目前正在北美进行概念验证测试。这家韩国设备制造商正与一家北美领先的太阳能电池公司合作,验证设备的性能和良率。如果设备顺利通过测试,SunicSystem最早可于今年下半年开始交付。这项交易很可能涉及目前正在测试的同一批钙钛矿太阳能电池沉积设备。SunicSystem表示,其专有的干法能够均匀地在大面积表面沉积多层。SunicSystem的第8代设备可支持扩展至更宽表面,推动PSC进入行业发展的下一阶段

超30%!全干法钙钛矿/晶硅叠层光伏器件能量转换效率新突破!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-02-12 10:22:04

方昇光电近日宣布,采用自主研发的全干法工艺,成功制备出钙钛矿/晶硅叠层光伏电池,其效率突破30.43%,一举刷新国内干法叠层电池效率纪录。图:技术团队技术团队基于钙钛矿蒸镀开发的钙钛矿单节、叠层器件引领产业化未来此次30.43%效率的全干法钙钛矿/晶硅叠层电池突破,连同在全蒸镀单结电池上从0.1cm到200×200mm全面的高效率验证,构成了干法路线产业化可行性的坚实证据体系。

杭州西湖首个西湖钙钛矿充电站正式投运!来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-02-12 09:41:48

近日,杭州西湖区首个钙钛矿光伏储能充电桩一体化综合充电站已全面竣工,正式投入运营。场站采用西湖阳光钙钛矿光伏组件,成为西湖区钙钛矿场景应用标杆。西湖阳光研发的钙钛矿组件认证效率全球第一,已通过RoHS/REACH/IEC63163等国际认证,并积极布局分布式电站、BIPV、车载光伏、消费电子等多领域应用。

地方政府下场!砷化镓、HJT、钙钛矿及叠层全路线齐聚助力太空光伏发展!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-02-12 09:15:11

2月10日,无锡市发展改革委组织召开太空光伏供需对接会,邀请江苏国宇星空科技有限公司、弘元绿色能源股份有限公司、江苏宜兴德融科技有限公司、极电光能有限公司、无锡华晟光伏科技有限公司、长三角太阳能光伏技术创新中心参加。与会企业详细了解江苏国宇星空科技有限公司发展规划及目标,并围绕太空光伏领域技术研发、材料应用、制造工艺、检验检测等进行深入交流。

年产100兆瓦钙钛矿光伏组件项目环评公示来源:无锡市国家级锡山经济技术开发区 发布时间:2026-02-10 09:45:48

2026年2月2日,无锡市国家级锡山经济技术开发区就无锡众能光储科技有限公司新增年产100兆瓦钙钛矿光伏组件项目拟批准环境影响报告的情况进行公示。据悉,该项目在无锡市锡山开发区云林高邓路79精密机械产业园进行建设,建成后年产钙钛矿光伏组件100MW。碳基领跑:碳基实验线效率24%,团队在碳基钙钛矿电池效率方面先后四次打破领域记录,处于世界领先水平。

太空钙钛矿新锐!刚成立就签“太空算力”大合作!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-02-10 09:04:11

2026年1月12日,两家硬科技企业——中科天算与上海星翼芯能在上海正式签下《战略合作框架协议》。数据是太空的“新石油”,中科天算负责让数据在太空“活起来”,上翼负责让算力“跑起来”。据悉,2026年1月6日,上海星翼芯能科技有限公司成立。

34.07%!众能光储实现钙钛矿/晶硅叠层电池效率新突破来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-02-06 09:25:31

近日,无锡众能光储自主研发的钙钛矿/晶硅异质结叠层电池,经TV北德认证光电转换效率达34.07%,跻身全球前列。碳基领跑:碳基实验线效率24%,团队在碳基钙钛矿电池效率方面先后四次打破领域记录,处于世界领先水平。叠层突破:HJT/钙钛矿叠层电池效率TV认证效率34.07%,跻身全球前列,深度融合自主研发的空间钙钛矿能源路线,为航天等高端应用场景的产业化落地奠定了坚实的工艺基础,并构建起完整的系统解决方案。

新闻排行榜
本周
本月