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。

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
正泰新能两项钙钛矿叠层光伏技术入选2026年第一批科技计划项目拟立项(备案)公示来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-10-12 06:16:00

海宁市科技局于2026年9月30日至10月13日公示2026年第一批科技计划项目拟立项名单,其中正泰新能科技股份有限公司牵头申报的两项钙钛矿叠层光伏技术项目入选。一项为产学研合作项目,聚焦高效稳定的钙钛矿/TOPCon叠层太阳电池研发,由何晨旭负责;另一项为科技型企业备案制项目,致力于钙钛矿/晶硅四端叠层技术开发,由李晓伟负责。两个项目均执行期为2026年7月1日至2029年6月30日,实施地位于海宁市黄湾镇。此次立项反映了海宁市对下一代高转换效率光伏技术的重点支持,也凸显正泰新能在钙钛矿叠层电池前沿方向的技术布局与研发实力。(198字)

新区种子独角兽!用钙钛矿打开光伏新赛道来源:凤凰网 发布时间:2026-10-10 14:26:24

长春日耀光电科技有限公司是依托中国科学院长春应用化学研究所科研力量,于2023年9月在长春新区成立的东北首家专注钙钛矿太阳能电池研发与产业化的企业。公司以新型SAM分子材料、薄膜在线检测装备及钙钛矿电池组件为主营方向,已实现多项国际首创技术突破,包括无NiOx大面积制备工艺和SAM原位表征一体化装备,显著降低产线与制造成本。其钙钛矿/晶硅叠层电池效率达34.2%(NREL认证,全球前三),半透明电池效率率先突破12%。目前SAM材料市场渗透率超40%,大尺寸电池完成打样,省内首例钙钛矿自供能系统及100kW光储充电站即将落地。企业已签约多方战略伙伴,正加速建设中试线与电池产线,目标2030年建成投产,年产值不低于10亿元。

华晟新能源亮相2026世界制造业大会 展示高效异质结前沿技术成果来源:华晟新能源 Huasun 发布时间:2026-09-22 09:44:57

华晟新能源亮相2026世界制造业大会,展出Himalaya PLUS高效异质结组件(760W/24.5%)、异质结-钙钛矿叠层电池、玻璃基TGV及P-HJT柔性电池等前沿成果,展现其在高效光伏与下一代技术产业化上的领先布局。

钙钛矿光伏领域首个国家标准发布来源:市场监管总局 发布时间:2026-09-21 08:52:42

我国首个钙钛矿光伏领域国家标准《GB/T 6495.12—2026》正式发布,将于2027年实施。该标准聚焦钙钛矿光伏电池及组件的电流-电压(I-V)特性测量,旨在解决其性能易受光照和电压影响、测试结果不稳定、面积定义不统一等关键问题。针对钙钛矿器件动态响应特性,标准系统规定了测试设备要求、测试前稳定化处理流程,并区分实验室研发与量产需求,提出快速测量法及最大功率点追踪、十点准稳态拟合(仲裁法)、渐进法等准稳态测试方法。同时,统一总面积与光阑面积定义,规范效率计算方式,确保不同机构测试结果具备可比性与可复现性。该标准填补了国内钙钛矿光伏标准化测试空白,为检测认证、产品研发、产线质控和国际贸易提供统一技术依据,支撑产业化发展与国际标准协同推进。(199字)

太空光伏新突破:晶澳P-HJT成功入轨来源:投稿 发布时间:2026-09-21 08:44:05

文章介绍了晶澳科技自主研发的p-HJT光伏电池于2026年9月17日搭载卫星成功入轨,开展太空环境实证试验。此次任务旨在系统验证超薄p-HJT技术在太空应用中的可行性,重点突破成本、性能与可靠性三大瓶颈:一是通过改性超薄硅片与低温工艺,兼顾高功率重量比与量产可行性,降低对高价砷化镓电池的依赖;二是针对太空AM0光谱、极端温变及辐照环境,重构电池图形化、电连接与封装设计,提升电流收集效率与长期耐受性;三是创新研发特制低温电连接工艺,解决HJT结构高温敏感性与太空焊点高可靠性之间的矛盾。地面多项可靠性测试已初步达标,但最终性能需由在轨实测数据验证。需注意,该技术目前仍处早期验证阶段,尚未形成商业化订单或业绩贡献。

推进多场景试点应用!《江苏省推进钙钛矿光伏电池试点应用实施方案》发布来源:江苏省发改委 发布时间:2026-09-20 09:09:30

江苏省于2026年9月14日印发《推进钙钛矿光伏电池试点应用实施方案》,明确以多场景验证为路径,加快钙钛矿光伏技术工程化落地。方案提出到2030年,建成一批技术先进、效益显著的试点项目,形成全国领先的创新与应用试点体系。重点布局五大应用场景:“钙钛矿光伏+交通设施”,推动铁路、公路、港口及车载光伏应用;“+建筑”,推广光伏瓦、幕墙等BIPV产品;“+矿区”,结合生态修复实现能源开发与环境治理协同;“+海上风光同场”,开展高盐雾、高湿热环境实证;以及“+其他”,拓展至零碳园区、农(渔)光互补、可穿戴设备和航空航天等领域。配套强化项目试点、政策激励、市场消纳与标准认证四大支撑举措,全面助力钙钛矿光伏产业化与绿色低碳发展。(198字)

全球钙钛矿竞速,晶灵以唯一材料合作方进入澳洲国家级项目!来源:投稿 发布时间:2026-09-18 14:45:50

钙钛矿-晶硅叠层电池产业化加速,晶灵科技作为唯一中国材料方参与澳大利亚630万澳元国际攻关项目。其高纯度微晶材料已量产供货,多项技术创世界纪录,并布局太空光伏、BIPV等前沿场景,推动钙钛矿材料自主可控与全球验证。

国内首次柔性钙钛矿光伏组件级在轨验证启动来源:炎和科技 发布时间:2026-09-18 08:41:14

9月17日,我国在酒泉卫星发射中心成功发射快舟十一号遥三火箭,将天仪51星与52星送入预定轨道。其中,炎和科技自主研发的柔性钙钛矿光伏组件搭载天仪52星进入太空,正式启动国内首次组件级柔性钙钛矿光伏在轨工程化验证。该试验聚焦空间极端环境下的全工况考核,包括高真空、±100℃温度循环、高能粒子辐照及原子氧侵蚀等多因素耦合条件,重点评估组件在热循环疲劳、辐照退化和机械震动下的电学输出特性、连接可靠性与力学稳定性。所有核心性能参数通过星上遥测系统实时回传。区别于以往小尺寸器件的原理性验证,本次任务首次面向工程应用,覆盖电学、连接、力学三大维度,旨在填补国内商业航天领域柔性钙钛矿光伏在轨工程数据空白,标志该技术由实验室研究正式迈入工程化应用验证阶段。(198字)

“链”上发力!极电光能牵头大面积柔性钙钛矿生态型创新联合体成功获批来源:极电光能 发布时间:2026-09-17 09:49:03

近日,由极电光能牵头组建的“无锡市大面积高效柔性钙钛矿太阳能电池与装备技术创新联合体”成功入选2026年度无锡市生态型创新联合体拟建设名单。该联合体聚焦柔性钙钛矿光伏技术产业化瓶颈,如大面积制备、效率与稳定性协同提升及装备适配等共性难题,联合上下游企业、重点高校共同开展系统攻关。作为无锡市“链主”企业,极电光能依托“极创+”量产技术体系,已形成覆盖设计、设备、工艺到运维的全价值链整线解决方案,支撑技术快速向产线转化。此次获批标志着其角色从承担具体任务的技术攻关者,升级为统筹资源、组织协同的产业链创新引领者,旨在提升无锡钙钛矿产业创新集群整体竞争力。(198字)

西南地区首个工业级钙钛矿/晶硅叠层光伏实证项目落地云南来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-09-09 09:24:56

西南地区首个工业级钙钛矿/晶硅叠层光伏实证项目在云南丽江落地,依托云南省重大科技专项“绿氢高效制备关键技术研究及应用”,由昆明理工大学、三峡集团云南公司与仁烁光能联合实施。项目突破两大核心技术瓶颈:一是研发出稳定性显著提升的钙钛矿/硅叠层太阳能电池,光电转化效率达33%,双85老化1100小时后性能保持率超90%;二是开发出高性能钴基非贵金属电解水催化剂,实现大电流下高效稳定制氢。配套建成1000Nm³/h“光伏直连制氢”示范工程,年产绿氢320吨,并投运高原适用的集装箱式氢燃料电池热电联产系统,形成覆盖“发电—制氢—储运—用能”的全链条零碳微循环模式。(199字)

我国能源绿色转型取得又一重要标志性成果 光伏发电成为装机第一大电源来源:国家能源局 发布时间:2026-09-01 15:28:29

截至2026年7月底,我国光伏发电装机容量达12.86亿千瓦,首次超过煤电(12.85亿千瓦),占全国总装机的31.5%,成为第一大电源,标志着能源绿色转型取得标志性进展。1—7月光伏发电量8024亿千瓦时,占全社会用电量13%,相当于每8度电中超1度来自光伏。我国已建成全球最完整、最具竞争力的光伏产业链,组件产量占全球约80%,技术持续领先。分布式光伏惠及超830万户居民,“沙戈荒”地区集中式光伏协同生态治理成效显著。光储充换、零碳园区等融合应用加速拓展,未来将着力提升系统友好性与可靠替代能力,推动光伏向“可调度、可预测”升级。