AFM:利用两亲性分子优化结晶、缺陷与韧性实现高性能刚性与柔性钙钛矿太阳能电池

来源:知光谷发布时间:2025-08-21 10:27:10

尽管柔性钙钛矿太阳能电池(FPSCs)具有广阔的应用前景,但其较差的结晶性和机械强度导致的低转换效率和不稳定性仍是商业化面临的主要挑战。

本研究选用一种两亲性分子——1-[3,5-双(三氟甲基)苯基]双胍盐酸盐(BtFBG-HCl),将其引入钙钛矿前驱体中,实现结晶调控、缺陷钝化和界面增韧三重功能。该分子可与钙钛矿组分形成中间相延缓结晶,同时通过正负电基团钝化多种缺陷,获得高质量晶体。此外,BtFBG-HCl在SnO₂与钙钛矿层之间形成强界面桥接,增强器件结构稳定性。

最终,优化后的刚性和柔性器件分别实现25.61%和24.29%的高效率,并在N₂中MPP追踪1330小时、45%湿度下存储1000小时、持续加热1200小时及5000次弯曲循环后仍保持90%以上初始效率。

文章亮点

多功能两亲分子协同调控:

BtFBG-HCl分子同时具备正负电基团,可钝化钙钛矿中正负电荷缺陷,延缓结晶过程,形成高质量大晶粒,显著降低非辐射复合。

界面桥接与机械增强:

分子在SnO₂与钙钛矿界面形成稳定桥接,不仅钝化氧空位等界面缺陷,还显著降低薄膜杨氏模量,提升柔性器件的机械耐久性。

全面稳定性提升:

器件在高温、高湿、光照和弯曲等多重应力下均表现出优异稳定性,未封装器件在1330小时MPP追踪后仍保持90%以上效率,柔性器件经历5000次弯曲后效率保持90.1%。



H. Li, C. Liu, Y. Guo, et al. “ Optimizing Crystallization, Defects, and Toughness with an Amphiphilic Molecule for High-Performance Rigid and Flexible Perovskite Solar Cells.” Adv. Funct. Mater. (2025): e14162.

https://doi.org/10.1002/adfm.202514162


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202508/21/50006616.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
上海叶烁数字喷墨与爱旭股份联合技术攻关 ——喷墨打印钙钛矿薄膜均匀性精准调控来源:索比光伏网 发布时间:2026-08-07 16:14:13

本文介绍了上海叶烁数字信息技术公司与光伏企业爱旭股份联合攻关钙钛矿/晶硅叠层电池量产难题的成果。针对大绒面晶硅底电池上钙钛矿薄膜均匀成膜难的核心瓶颈,双方构建了“设备–材料–工艺”三位一体协同优化体系:设备端通过高耐腐墨路系统与智能化波形调控,实现皮升级墨滴体积变异系数<3%;材料端建立溶剂挥发动力学模型,精准匹配喷头流变窗口(Z≈2–6),抑制咖啡环效应;工艺端创新引入毫秒级预结晶技术,消除湿膜梯度,提升结晶均一性。该方案已实现实验室1 cm²器件约30%转换效率,并在210×105 mm²大面积薄膜中达成PL映射相对标准差低至2.4%,验证了喷墨打印技术迈向GW级量产的可行性与可靠性。

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)

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。

《四川日报》丨通威的蓄势与跃升:从实现四川“零的突破”到全球唯一来源:四川日报 发布时间:2026-07-30 09:21:52

通威集团再登2026年《财富》世界500强(第464位),跃升15位,成唯一光伏主业上榜企业。面对行业深度调整,通威以“技术+一体化”双轮驱动:高纯晶硅全球第一、TNC 3.0量产、HJT破802W世界纪录、钙钛矿叠层达34.94%,并建成全球首个光伏“灯塔工厂”,海外组件销量暴增164%。

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)

120颗卫星,用上钙钛矿太阳翼!光因科技与遨天科技达成战略合作来源:光因科技 发布时间:2026-07-16 08:51:16

2026年7月,光因科技与遨天科技签署战略合作协议,共同推进钙钛矿太阳翼在商业航天领域的应用。双方将围绕该新型空间电源的适配设计、在轨验证、批量供货及规模化部署开展深度协同,旨在推动钙钛矿光伏技术从试验验证迈向星座组网阶段。根据规划,遨天科技拟于2031年前发射120颗卫星,并向光因科技采购其钙钛矿太阳翼总体解决方案。作为国内商业航天电推进领域的领军企业,遨天科技已建成商用电推进智能产线,交付超200台推进系统,其中百余台已入轨,广泛支撑国家重大星座建设;光因科技则依托钙钛矿光伏产业化能力,成为遨天卫星电源系统的核心供应方。(198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)

跻身第一梯队 协鑫集成柔性钙钛矿叠层电池认证效率突破33.44%来源:协鑫集成 发布时间:2026-07-14 13:40:27

协鑫集成自主研发的柔性晶硅钙钛矿叠层电池,经CPVT认证实现33.44%的光电转换效率,达到其“五年计划”中2026年的阶段性目标,并跻身全球该领域第一梯队。该成果由协鑫集成博士后工作站与苏州大学杨新波教授团队联合攻关完成,聚焦超薄硅基底适配、界面钝化及柔性应力调控等关键技术难题。相比传统刚性电池,该柔性叠层电池具备轻薄、可弯曲不碎裂、器件级比功率超2000W/kg等优势,显著提升单位重量发电能力。技术突破覆盖材料、结构与工艺层面,为卫星、空间站及深空探测等高端场景提供新型高效能源解决方案。后续研发将重点推进稳定性提升与大面积制备工艺产业化。

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。