武汉大学王植平Nat Commun:Sn-Pb叠层29.3%!溶剂工程实现具有长载流子扩散长度和减少锡偏析的锡铅钙钛矿薄膜

来源:知光谷发布时间:2025-09-01 11:42:29

全钙钛矿叠层太阳能电池在实现低平准化电力成本方面具有巨大潜力,但其性能仍受限于窄带隙锡铅(Sn-Pb)子电池中近红外光子吸收不足的问题。微米级厚度的Sn-Pb层对最大化吸收至关重要,但高浓度前驱体溶液常导致不均匀结晶、化学计量失衡和载流子扩散长度受限。武汉大学王植平等人发现,这些问题的根源在于传统二甲基甲酰胺(DMF)/二甲基亚砜(DMSO)二元溶剂体系在高浓度下对碘化亚锡(SnI₂)的配位不足,导致富锡胶体形成,进而在最终薄膜中引发有害的富锡相。为此,我们开发了一种三元溶剂体系(TSS),能充分配位SnI₂,抑制富锡相的形成,从而制备出化学计量均匀、厚度达微米级的Sn-Pb薄膜,其载流子扩散长度可达~11 μm。优化后的Sn-Pb吸收层在单结电池中效率达24.2%,在叠层器件中达29.3%,并显著提升了长期操作稳定性。

文章亮点:

揭示富锡胶体根源:首次指出传统DMF/DMSO溶剂在高浓度下对SnI₂配位不足是导致Sn-Pb薄膜不均匀结晶和锡偏析的根本原因。

三元溶剂突破:引入三氯甲烷(TCM)形成三元溶剂体系,通过卤键和氢键选择性配位SnI₂,显著改善胶体均匀性,抑制锡偏析。

性能全面提升:实现微米级厚度Sn-Pb薄膜载流子扩散长度达11 μm,单结效率24.2%,叠层效率29.3%,稳定性提升4倍。



Li, S., Yang, X., Cheng, S. et al. Solvent engineering enables tin-lead perovskite films with long carrier diffusion lengths and reduced tin segregation. Nat Commun 16, 8072 (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-63532-w


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202509/01/50007421.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
认证35.2%!钙钛矿/硅叠层NREL/NLR新纪录来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-05-29 08:56:31

近日,美国国家可再生能源实验室(NREL)与荷兰代尔夫特理工大学(NLR)联合更新的光伏电池效率认证记录显示,隆基绿能研发的钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现35.2%的光电转换效率(PCE),创下该类电池最新世界纪录。该器件开路电压(VOC)达1.998 V,短路电流密度(JSC)为20.55 mA/cm²,填充因子(FF)为85.2%,有效测试面积为0.9994 cm²。该成果标志着叠层光伏技术在突破单结硅电池理论效率极限(约29.4%)方面取得重要进展,凸显钙钛矿材料与成熟硅基技术结合在提升光伏转换效率方面的显著潜力。

2026上海SNEC展会“不靠谱”前瞻——电池组件篇来源:索比光伏网 发布时间:2026-05-26 16:34:22

展会将聚焦三大方向:一是效率与功率突破,预计多家企业将展出转换效率超28%的晶硅电池、超26%的组件,以及基于晶硅-钙钛矿叠层技术的34%+电池和800W+组件,但均属非量产样机;二是发电性能展示方式更加多样化,展商或采用煎蛋、灯柱、喷水等直观实验比拼温度与输出,提醒观众关注测试条件的科学性;三是辅材创新加速,“场景化”应用驱动边框(如钢边框)、玻璃、胶膜等适配沙漠、水面、屋顶等多元环境,强调可靠性与成本平衡。

《四川日报》丨巴基斯坦的农田和屋顶“长”出了中国的光伏板来源:通威股份 发布时间:2026-05-25 09:05:57

从农田里的抽水泵,到屋顶上的分布式发电系统,从南亚到中东,一块块来自中国的光伏板,正在进入缺电、少电地区更多普通家庭和生产场景。绿色能源合作的价值,不只体现在装机规模和贸易数字中,更体现在这一个个具体场景中。

山西首个钙钛矿太空光伏项目立项!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-05-21 15:41:47

5月12日,晋中市科技局公示2026年度第一批市级立项备案管理科研项目名单,光语能源首席科学家潘婧博士牵头的科“面向空间光伏的全钙钛矿叠层光伏组件研发”研项目成功入选,正式纳入市级备案管理体系。光语能源将持续深耕钙钛矿光伏技术领域,以科技创新赋能晋中市新能源产业高质量发展,助力构建新质生产力。

突破稳定性瓶颈!上海交通大学赵一新团队开发钙钛矿多智能体AI平台实现高效稳定钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-05-20 08:56:33

赵一新团队开发了一种面向高效稳定钙钛矿太阳能电池设计的多智能体协同AI平台。图2钙钛矿组分、传输层及高稳定器件构型设计在多智能体AI平台的辅助下,团队设计的高效率钙钛矿太阳能电池在100C持续运行1000小时后仍能保持97%的初始效率,突破了其长期面临的稳定性瓶颈。

27.41%!陕西师范大学赵奎&刘生忠&林雪平大学高峰最新Nature:配体的立体电子调控用于钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-05-15 09:06:21

2026年5月13日,陕西师范大学赵奎、刘生忠、瑞典林雪平大学高峰共同通讯在Nature在线发表题为“Stereoelectronicmanipulationofligandsforperovskitesolarcells”的研究论文。该研究通过配体吸附拓扑结构的立体电子调控,协同解决了界面缺陷钝化与电荷传输的矛盾,实现高效且稳定的钙钛矿太阳能电池。这项研究为钙钛矿太阳能电池的界面设计提供了新范式,有望推动钙钛矿太阳能电池迈向商业化。配体立体电子调控策略钙钛矿太阳电池的光电性能和稳定性

投资1.5亿元!年产50套钙钛矿高端装备项目落户龙游、拥有全球首个柔性轻质钙钛矿组件的户外光储示范项目来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-05-13 08:59:04

5月8日上午,浙江鑫锐腾智能科技有限公司在龙游正式开业。项目由龙游籍寓外人士、清华大学材料系校友陈小刚领衔。陈小刚长期从事高端设备研发,拥有30多项发明及实用新型专利。公司计划投资1.5亿元,建设年产50套钙钛矿高端装备项目。该企业还拥有全球首个柔性轻质钙钛矿组件的户外光储示范项目,其首创的多喷头喷涂设备打破了国外公司的垄断,产品可广泛应用于建筑光伏、汽车集成光伏、物联网及便携式消费电子等领域。

Nat Commun:功能交联 n⁺型中间层,钙钛矿电池效率直冲 26.34%!来源:知光谷 发布时间:2026-05-11 08:50:48

二氧化锡是n-i-p结构钙钛矿太阳能电池中核心的电子传输层材料,但其界面缺陷引发的载流子复合与能级失配问题,严重制约了钙钛矿电池的商业化进程。致密交联的P-DADMAC网络可强化界面机械互锁作用,提升界面附着力与应力耗散能力;同时,P-DADMAC释放的氯离子可协同钝化钙钛矿埋底界面与SnO表面缺陷,诱导形成梯度n型能带弯曲。

苏州大学申请单晶钙钛矿薄膜表面处理专利,提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性来源:金融界 发布时间:2026-05-07 09:34:29

国家知识产权局信息显示,苏州大学;苏州益恒能源科技有限公司申请一项名为“一种单晶钙钛矿薄膜的表面处理方法、钙钛矿电池及其制备方法”的专利,公开号CN121985709A,申请日期为2026年4月。本发明优化了单晶钙钛矿薄膜表面,同时提高了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。

吉林大学董庆锋团队Joule:25.58%效率!热冲击外延策略,空气条件挂突发实现高取向钙钛矿同质结生长来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-04-28 09:25:58

论文概要2026年4月22日,吉林大学董庆锋团队在《Joule》上发表了题为“Rapidepitaxialgrowthofperovskitehomojunctionsviathermalshockforair-processedphotovoltaics”的论文。本研究提出“溶剂介导热冲击外延”策略,在空气中首次实现了钙钛矿3D/3D同质结的快速外延生长。最终器件实现了25.58%的光电转换效率,为同质结钙钛矿电池最高报道值,并在高温高湿及长时间光照等严苛老化测试中展现出卓越的稳定性。图2A的极图初步显示新薄膜有极强取向。图5B的电流-电压曲线表明,PHJ器件的冠军效率达到25.58%,开路电压和填充因子均全面领先。

美国Tandem PV钙钛矿/晶硅叠层光伏中试线正式投运!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-04-22 14:15:50

近日,TandemPV宣布其位于美国加利福尼亚州弗里蒙特的钙钛矿叠层中试线正式投运,标志着其自主研发的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池组件迈入规模化量产验证阶段。目前,TandemPV已开始生产首批组件,首批商业化订单计划于2026年交付验证;公司同步推进量产计划,目标于2028年实现全大规模化生产。