住友重工推出用于薄膜钙钛矿光伏的反应性等离子体技术

来源:钙钛矿材料和器件发布时间:2025-08-25 15:04:01

住友重工(Sumitomo Heavy Industries,SHI)开发了一种新的反应性等离子体沉积(RPD)方法,用于形成用于钙钛矿太阳能电池的超薄氧化锡电子传输层(ETL)。它声称这可以实现低温批量生产,同时将基板损坏降至最低。

照片:光伏杂志

住友重工开发了一种新的沉积技术,用于下一代钙钛矿太阳能电池的关键部件超薄电子传输层。这家总部位于东京的公司在本周的一份新闻稿中表示,该方法使用具有成本效益的材料和低影响工艺,解决了扩大钙钛矿技术大规模生产的主要障碍。

SHI说,钙钛矿太阳能电池包括多个功能层,并解释说,一层是沉积在发电钙钛矿层上方或下方的电子传输层。

SHI指出,电子传输层通过允许钙钛矿层中产生的电子有效地移动到电极而起着至关重要的作用。为了满足此功能,该层必须具有能够接受这些电子的导带。这家总部位于东京的工业集团解释说,沉积该层时不会损坏钙钛矿层,钙钛矿层对高温仍然高度敏感,这一点也很重要。

“尽管它们具有成本效益并适合大规模生产,但传统的形成方法通常涉及高能颗粒和高温环境,”SHI说。“反过来,这将使它们与钙钛矿材料不相容。因此,制造商正在积极探索化学薄膜沉积方法。

然而,SHI承认,由于材料成本高、扩大生产规模困难以及使用易燃或有毒前体气体,这种方法仍然具有挑战性。该公司声称,其RPD方法(一种物理气相沉积(PVD))通过沉积具有适合电子传输层的绝缘性能的氧化锡(SnO2) 薄膜来克服这些挑战,实现了它声称的基于PVD的ETL的世界首创。

SHI表示,RPD 有助于低温、快速、大面积沉积,同时最大限度地减少基板损坏,使用无害气体并减少对环境的影响。它声称,这项新技术还允许将 ETL 沉积与透明导电膜 (TCF) 沉积(例如氧化铟锡 (ITO))持续集成。

SHI表示,与化学沉积方法相比,新方法在大规模生产和成本效率方面也提供了关键的改进。它指出,SnO2薄膜的沉积速度是当前方法的200倍以上,ETL制造成本预计将降至传统工艺的0.5%以下,传统工艺通常涉及沉积富勒烯(C60)层,然后化学气相沉积SnO2。该公司表示,其目标是通过将这种方法应用于大规模生产来加速钙钛矿太阳能电池的采用,这符合日本经济产业省(METI)到 2040 年部署20 GW钙钛矿太阳能容量的计划。经济产业省表示,其2040年钙钛矿目标是加速采用下一代太阳能技术的更广泛计划的一部分。

2025年01月,积水化学在日本三菱日联金融集团银行的两个工厂启动了钙钛矿太阳能试点项目,以展示该技术的耐用性和对城市应用的适用性。一个月后,由电子供应商 Macnica、薄膜光伏制造商 Reiko 和钙钛矿太阳能专家 Peccell Technologies 组成的日本财团开始在横滨的一个码头测试轻质、柔性钙钛矿太阳能组件。

今年 4 月,日本科学家在柔性钙钛矿-硅串联太阳能电池中实现了创纪录的 26.5% 效率,标志着高性能、可弯曲光伏技术的重大进步。

(消息来源:pv-magazine.com)

索比光伏网 https://news.solarbe.com/202508/25/50006881.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
双激光真空工艺可生产高质量的CsPbBr₃钙钛矿薄膜,用于制备高效的绿色发光二极管来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-11-11 14:12:35

CsPbBr等卤化物钙钛矿因其高颜色纯度、缺陷容忍性和可调带隙而成为下一代光电器件的有前途的材料。在超高真空下,使用紫外Nd:YAG激光器将通过逆温结晶合成的单晶CsPbBr靶材烧蚀到蓝宝石衬底上。在光学上,CsPbBr薄膜表现出2.36eV的直接带隙和以524nm为中心的强烈绿色发射。该工艺还有效抑制了缺乏Cs的杂质相的形成,这些杂质相通常会限制发光效率。该研究展示了一种在真空下构建高纯度卤化物钙钛矿异质结构的可控方法。

镁掺杂氧化镍空穴传输层实现高效率和稳定的钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-11-11 14:09:07

钙钛矿太阳能电池是一种有前景的薄膜光伏器件,可实现高达27.3%的功率转换效率。由氧化镍和Me-4PACz组成的空穴传输层在这些器件中被广泛使用。此外,它们还可以用于与其他太阳能电池制备叠层电池。空穴传输层对PSCs极为重要,HTL自身的性能与稳定性具有重要意义。NiOx具有高透光率,其纳米颗粒稳定性优良。同时,使用NiOx的PSC仅保持初始PCE的62.9%。

中山大学莱恩功能材料研究所Nature Sustainability:用内置超分子复合物降低钙钛矿太阳能电池的铅毒性来源:矿物薄膜太阳能电池 发布时间:2025-11-11 11:53:07

该论文通过在钙钛矿太阳能电池(PSCs)中嵌入由2 - 羟丙基-β- 环糊精(HPβCD)和1,2,3,4 - 丁烷四羧酸(BTCA)组成的自交联超分子复合物,同时解决了铅泄漏、铅毒性及器件稳定性问题;改性后PSCs 冠军功率转换效率(PCE)达22.14%,严重破损器件经522 小时动态水冲刷仍保持97% 初始效率且铅泄漏量< 14 ppb(符合美国EPA 标准),铅毒性降至与无铅PSCs 相当水平,还实现了铅的闭环回收,为PSCs 商业化提供可持续路径。

王睿&宋立新&熊杰AFM:原位聚合驱动的动态中间相转变用于空气制备柔性钙钛矿太阳能电池中的活性结晶调控来源:知光谷 发布时间:2025-11-11 10:23:27

本文西湖大学王睿、浙江理工大学宋立新和熊杰等人提出了一种原位聚合驱动的动态中间相转变策略,通过稳定碘化铅胶体并引导钙钛矿结晶动力学,以减轻水分干扰。在空气中实现高效率柔性器件,冠军效率达24.17%,是目前空气制备柔性钙钛矿太阳能电池的最高效率之一。

33.4%!南京大学联合其他高校团队实现钙钛矿/硅叠层器效率创记录!来源:钙钛矿OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-11-11 09:04:14

近日,南京大学朱鹏臣助理教授/朱嘉教授团队联合香港理工大学殷骏教授以及大连理工大学王敏焕教授提出了一种创新方法,即引入苯甲脒盐酸盐(BMCl)以增强晶格相互作用,来解决钙钛矿薄膜垂直方向上应力不均匀的问题,基于这种方法的钙钛矿单结(1.67 eV)和4端(4T)钙钛矿/硅叠层器件分别实现了23.5%(认证22.9%)和创纪录的33.4%的功率转换效率。值得一提的是,4T叠层器件在户外运行48天无效率衰减,展示出卓越的户外运行稳定性,这项工作为钙钛矿电池的商业化提供了一种有前景的策略。

复旦大学褚君浩团队 Nat.Commun.: 高性能锡基钙钛矿薄膜晶体管来源:先进光伏 发布时间:2025-11-10 15:18:27

本研究通过低维模板与延迟结晶协同策略,成功实现了高质量锡基钙钛矿薄膜的可控制备及其高性能晶体管的构筑。该工作为锡基钙钛矿的结晶控制与高性能器件开发提供了有效途径,成果发表于《NatureCommunications》。图3锡基钙钛矿场效应晶体管的器件性能表征。本研究展示了一种通过调控结晶动力学路径以实现高性能、高稳定性锡基钙钛矿薄膜及器件的有效策略,为未来钙钛矿基电子器件的开发奠定了可靠基础。

中科院化学所于贵、王吉政Angew:通过共价有机框架均匀化自组装单分子层用于反式钙钛矿太阳能电池来源:先进光伏 发布时间:2025-11-10 15:00:13

论文概览自组装单分子层由于其独特的调节能级排列和界面质量的能力,成为反式钙钛矿太阳能电池中有前景的空穴传输层。MeO-4PACz与COFs共组装后,聚集状态显著改善,形成了均匀的自组装单分子层。改善的分散性有助于形成均匀的SAM,从而促进钙钛矿薄膜的沉积。结果显示,在没有COFs的情况下,MeO-4PACz在ITO表面聚集,而在Zn-PT-COF的帮助下,MeO-4PACz的聚集显著减少,形成了更加均匀的单分子层。

河南大学李萌、德国亥姆霍兹Antonio Abate及东南大学李桂香NP:通过战略性界面接触工程稳定高效钙钛矿太阳能电池来源:先进光伏 发布时间:2025-11-10 14:56:19

本文提出了一种战略性界面工程方法,使用七氟丁酸钠完全功能化钙钛矿表面。钙钛矿太阳能电池在连续1,200小时的1太阳照射下保持了100%的初始效率。界面接触的结构与光电性能ESC覆盖钙钛矿表面,其结构受钙钛矿层影响,进而影响器件性能。SHF层通过降低表面能,促进了C60的均匀沉积。相比之下,控制组在800小时后,PCE降至初始值的60%。这些发现为下一代高效率、高稳定性的钙钛矿基光电器件开辟了新路径。

Nat. Photon.:27.02%效率+1200小时零衰减!战略性界面接触工程稳定高效率钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-11-10 14:08:53

钙钛矿太阳能电池的表面钝化虽可提升器件效率,但界面功能不完整仍对长期可靠性构成挑战。研究发现,SHF功能化的钙钛矿表面促进形成均匀致密的C层,有效阻隔离子扩散并稳定器件结构。基于该策略的p-i-n结构钙钛矿太阳能电池实现了27.02%的光电转换效率,1cm活性面积的器件效率也达25.95%。极端工况下近乎零衰减的稳定性:连续光照1200小时效率无衰减,高温与热循环下仍保持92%~94%初始效率,具备强工业适用性。

于贵&王吉政Angew:共价有机框架均质化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:2025-11-10 14:06:41

自组装单分子层因其能够调控能级排列和界面质量,已成为倒置钙钛矿太阳能电池中极具潜力的空穴传输层。然而,广泛使用的SAM分子MeO-4PACz存在分子聚集、与钙钛矿前驱体润湿性差以及导电性有限等问题,共同阻碍了高质量钙钛矿薄膜的形成和有效的电荷提取。本文中国科学院化学研究所于贵和王吉政等人提出了一种合理的SAM均质化策略,通过共组装将两种定制设计的共价有机框架引入MeO-4PACzSAM中。

AEL:通过快速多模态表征预测先进p-i-n钙钛矿器件的开路电压趋势来源:知光谷 发布时间:2025-11-10 13:49:07

本研究美国马萨诸塞州萨默维尔市Optigon公司DaneW.deQuilettes等人展示了一种多模态测量方法,可在制备过程中快速测定超过100个钙钛矿器件的最大可实现开路电压及其预测值。我们证明,这些数据与自动化分析可用于快速理解并预测先进器件结构中开路电压的定量变化趋势。成功预测器件性能趋势:通过光学数据准确预测不同HTL与钙钛矿处理条件下的VOC变化,揭示界面非辐射复合是主要电压损失来源。