通威AEL:用于串联太阳能电池的织构硅上宽禁带钙钛矿的结晶调制

来源:知光谷发布时间:2025-08-13 08:46:39

8月11日,通威股份光伏技术中心钙钛矿研发团队联合电子科大白塞和中国测试技术研究院康张李在能源领域顶尖学术期刊《ACS Energy Letters》上发表了题为《Crystallization Modulation of Wide-Bandgap Perovskites on Textured Silicon for Tandem Solar Cells》的研究型论文,报道了团队在叠层电池领域的理论研究成果。该工作完善了蒸镀—溶液两步法钙钛矿结晶成膜理论体系,为全制绒叠层电池的均质化成膜难题提出了简便有效的解决策略。通威是论文第一署名单位,第一作者为电池开发二部高级工程师吴林博士,通讯作者为该部门主任工程师胡逾超博士和张一峰博士。

绿色电力作为全球能源低碳转型的核心路径,其中光伏发电在装机总量和年增长率方面均保持领先地位。随着电站系统成本(包括土建和人工等非组件成本)的持续攀升,业界对具有更高转换效率和功率输出的钙钛矿/硅叠层太阳能电池技术给予了高度期待,将其视为下一代光伏技术的关键突破口。制备叠层电池的技术关键是如何在晶硅子电池表面实现高质量钙钛矿成膜,为了与全制绒的商业晶硅电池相兼容,通威采用了蒸镀—溶液两步法成膜技术路线,但是两步沉积宽带隙钙钛矿薄膜难以兼顾反应充分、成分均匀、绒面保型和结晶度高,限制了该路线叠层电池的效率。针对蒸镀-溶液两步法技术的上述难题,通威钙钛矿团队系统研究了钙钛矿相转变的中间过程,揭示了宽带隙钙钛矿结晶动力学机理,解耦了反应过程中湿和热等外界条件对钙钛矿薄膜结晶和降解的多重作用机制及平衡工艺条件,并创新提出了一种简单而有效的顺序结晶调制策略,通过可量产的工艺和设备在全制绒商用硅基底上制备了成分均匀且缺陷减少的钙钛矿薄膜,实现了光电转换效率达
31.58%(认证 31.4%)的钙钛矿/硅叠层太阳能电池,这是目前报道的基于商用硅电池的叠层电池最高光电转换效率。该项目成果不仅完善了钙钛矿成膜机理,也为高性能钙钛矿/硅叠层太阳能电池的工业生产提供了一种简单可行的工艺优化方向,推进了叠层电池技术的产业化进展,并展现了通威在叠层领域的领先技术实力。


Crystallization Modulation of Wide-Bandgap Perovskites on Textured Silicon for Tandem Solar Cells

Lin Wu, Jiawei Zhang, Ying Guo, Bo Yang, Lei Hao, Jiawen Li, Zhenming Zhang, Chenglin Ma, Lan Wang, Yanchao Xu, Quan Liu, Yu Chen, Chunyang Yin, Songlin Liu, Dexiang Zhang, Wenjin Ran, Zhangli Kang, Yifeng Zhang, Sai Bai, Yuchao Hu, Wei Long, and Guoqiang XingACS Energy Letters 0, 10

DOI: 10.1021/acsenergylett.5c01244

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.5c01244


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202508/13/50006005.html
责任编辑:wanqin
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
通威受邀出席第十届钙钛矿科技创新与生态共赢战略发展论坛来源:通威集团 发布时间:2025-12-29 08:40:59

12月22-24日,由光伏领跑者创新论坛主办的第十届钙钛矿科技创新与生态共赢战略发展论坛在安徽合肥举行。通威股份光伏技术中心资深研发工程师罗皓文博士受邀出席,并作主题演讲,分享创新成果,推动产业合作。通威将继续深化光伏技术研发,推动钙钛矿晶硅叠层电池技术从实验室走向规模化量产,为实现“双碳”目标贡献通威力量。

国内首个!东方电气钙钛矿-晶硅两端叠层光伏电站投运来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-26 14:54:41

近日,东方电气集团所属东长研究院、东方光能联合攻关打造的5千瓦钙钛矿-晶硅两端叠层光伏户外实证示范电站在甘肃酒泉正式投运,标志着我国新一代高效光伏技术从实验室研发阶段向户外规模化实证示范实现关键突破。

东方电气首个千瓦级钙钛矿/晶硅两端叠层光伏户外实证示范电站投运来源:钙钛矿工厂 发布时间:2025-12-25 09:47:45

近日,东方电气集团所属东方光能、东长研究院联合攻关打造的5千瓦钙钛矿-晶硅两端叠层光伏户外实证示范电站在甘肃酒泉正式投运,标志着我国新一代高效光伏技术从实验室研发阶段向户外规模化实证示范实现关键突破。针对钙钛矿材料的高温敏感性,团队采用了适配叠层电池的低温串焊与封装技术,有效降低热应力对钙钛矿层的损伤,成功研制出2384毫米×1303毫米钙钛矿-晶硅两端叠层光伏组件,实现从研发向工程示范的跨越。

Sang Il Seok最新AEL:协同偶极工程释放宽禁带钙钛矿中92.8% S-Q 电压极限,用于叠层光伏来源:知光谷 发布时间:2025-12-24 09:20:57

最终,最优WBGPSC实现了VOC=1.29V、JSC=20.0mAcm、FF=82.8%和PCE=21.27%,对应Shockley–Queisser电压极限的92.8%。这些结果表明,协同缺陷钝化与能级调控对于释放WBG钙钛矿的完整电压潜力均至关重要。研究亮点:突破性电压表现:通过协同表面处理,宽禁带钙钛矿电池开路电压达1.29V,实现Shockley–Queisser理论极限的92.8%,为同类器件中最高之一。高效叠层集成:经处理的宽禁带钙钛矿作为顶电池,与硅底电池组成叠层器件,实现26.8%的光电转换效率与1.91V的高开路电压,展示其在实际叠层光伏中的应用潜力。

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。

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。

南京工业大学曹久朋&秦天石AEL:调节宽带隙钙钛矿结晶并抑制相位分离制备高性能钙硅叠层器件来源:先进光伏 发布时间:2025-12-23 10:58:16

论文概览宽带隙钙钛矿太阳电池是叠层光伏器件的关键组成部分。然而宽带隙钙钛矿中较高的溴离子含量容易导致复杂的结晶过程和薄膜质量的降低。光稳定性测试中PA改性器件在1000小时连续光照老化后保持90.1%初始效率,远超对照组,证明2D钙钛矿通过结晶调控与相分离抑制实现钙硅叠层器件光电转换效率和长期稳定性的协同突破。这项工作为制备高质量宽带隙钙钛矿以及高性能钙硅叠层太阳能电池提供了重要的材料设计以及工艺路线指导。

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。