北航陈海宁AM综述:大面积碳基钙钛矿太阳能电池的可扩展制备、性能优化与商业化展望

来源:知光谷发布时间:2025-09-30 09:40:18

共同一作:范立炜;李高峰

通讯作者:张啟先;刘慧丛;陈海宁

通讯单位:北京航空航天大学;宁夏大学

钙钛矿太阳能电池因其低成本、高功率转换效率(PCE)和可调带隙特性等优势,作为光伏行业的潜力竞争者已获得广泛关注。其中,碳基钙钛矿太阳能电池(C-PSCs)凭借其高稳定性和低成本特性,在应对“效率-寿命-成本”挑战方面展现出独特的工业潜力。然而,由于在小规模器件向大规模器件扩展过程中沉积工艺兼容性导致的高缺陷密度和严重的界面能量损失,这极大地限制了大面积C-PSCs的发展。

北京航空航天大学陈海宁等人在本综述中全面探讨了大面积C-PSCs及组件的最新进展,重点探讨了高温碳电极(HT-CE)和低温碳电极(LT-CE)光伏器件中可扩展制备技术与性能提升策略。此外,本文还讨论并分析了C-PSCs的封装技术和成本问题。最后,本文简要展望了C-PSCs 商业化面临的挑战与机遇。我们希望本综述能激发并引导研究者加入到C-PSCs及组件的研发之中,从而加速该类器件的商业化进程。

文章亮点:

  1. 全面综述大面积C-PSCs:系统地回顾了大面积C-PSCs(或C-PSMs)的最新进展,重点关注其可扩展沉积方法(例如丝网印刷、喷墨印刷和刮刀涂布等)。
  2. C-PSC的效率增强策略:总结并分析了基于HT-CE和LT-CE的大面积C-PSCs的效率增强策略,并解决了它们固有的局限性。
  3. 封装技术与成本分析:讨论了C-PSM封装技术的最新进展,并进行了成本分析以评估其商业潜力,最后提出了关于C-PSC技术在工业应用中的剩余挑战和未来机遇。

L. Fan, G. Li, Z. Xing, et al. “ Large-Scale Carbon-Based Perovskite Solar Cells: Scalable Fabrication, Performance Optimization, and Industrialization Pathways.” Adv. Mater. (2025): e13332.

https://doi.org/10.1002/adma.202513332

索比光伏网 https://news.solarbe.com/202509/30/50009627.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
钙钛矿电池可申报!关于开展第15批 《上海市创新产品推荐目录》编制申报工作的通知来源:钙钛矿工厂 发布时间:2025-12-08 09:45:21

在“双碳”战略引领下,我国光伏技术创新再迎里程碑进展。近日,南京大学谭海仁教授课题组联合仁烁光能产业化团队,在清洁能源关键核心技术研发中取得重大突破。其研制的平米级商业化钙钛矿光伏组件,不仅实现了绿色环保制备,更在转换效率与产品可靠性方面双双达到世界领先水平。

KHP钝化埋底界面实现高效稳定钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:43:00

近日,中国科学院上海高等研究院光源科学中心研究人员成功将邻苯二甲酸氢钾作为多功能添加剂引入SnO2电子传输层,以同步改变ETL性质和SnO2/钙钛矿埋底界面。此外,KHP在ETL中均匀分布,并在热退火过程中逐渐扩散至埋底界面和钙钛矿层,进一步与未配位的Pb离子配位,降低钙钛矿的表面及体相缺陷密度,缓解薄膜内部应力。

无机钙钛矿太阳能电池以950小时运行达到迄今为止的最高效率来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:38:39

无机钙钛矿太阳能电池实现了超过21%的创纪录效率。团队成功解决了长期存在的难题,发明了一种在完全无机钙钛矿太阳能电池上制造耐用保护层的方法。解决退化问题限制钙钛矿太阳能电池采用的主要障碍是快速降解,暴露于湿度、温度或压力等波动的大气条件下,会导致钙钛矿材料在效率和材料性能上迅速下降。

科学家研发自修复封装材料,阻铅超99%!为钙钛矿光伏技术的可靠性提供了关键解决方案来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:36:42

钙钛矿太阳能电池凭借其高光电转换效率与低制造成本,正成为下一代光伏技术商业化进程中的领跑者。因此,亟需开发一种能够快速响应损伤、具备高效自修复能力与主动铅捕获功能的新型封装材料,这已成为推动钙钛矿光伏技术实现安全、可持续商业化所必须突破的关键瓶颈。

离子液体提高钙钛矿太阳能电池的长期稳定性来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:34:30

尽管单结钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已突破27%,其商业化进程仍受限于长期运行稳定性的瓶颈。然而,即便在隔绝水与氧等外界应力的条件下,钙钛矿太阳能电池的寿命仍显著短于硅基器件。研究组设计并开发了一系列含乙二醇醚侧链的离子液体,以协同提升钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性。该离子液体优先富集于钙钛矿底部,可显著抑制碘化铅的聚集及空隙的形成。

高度透明的钙钛矿太阳能电池效率为18.22%来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:31:49

印度的一个研究团队研究了基于室温工艺制备的非晶铟锌高导电透明电极在钙钛矿太阳能电池中的应用,这些器件可用于叠层和建筑集成光伏应用。其中包括在钙钛矿太阳能电池的后部透明电极中使用a-IZO。事实上,原型机的效率超过了基于c-ITO器件的15.84%功率转换效率。

中国石油再创钙钛矿电池效率世界纪录来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:27:36

通过持续的技术创新,团队成功攻克了薄膜材料广域带隙精准调控、高质量结晶工艺优化等一系列关键难题,先后3次刷新1.68eV宽带隙与1.50eV常规带隙钙钛矿电池的光电转换效率世界纪录。这一成果不仅标志着中国石油在钙钛矿电池技术领域实现了多路线布局,更使其跻身全球极少数掌握多种钙钛矿太阳能电池核心技术的企业行列。

4年第7篇顶刊!谭海仁团队破解钙钛矿商业化关键难题来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:22:21

近日,南京大学谭海仁教授课题组联合仁烁光能产业化团队,在清洁能源关键核心技术研发中取得重大突破。其研制的平米级商业化钙钛矿光伏组件,不仅实现了绿色环保制备,更在转换效率与产品可靠性方面双双达到世界领先水平。该项重大科研成果以“Improvedsolventsystemsforcommerciallyviableperovskitephotovoltaicmodules”为题,于北京时间2025年12月5日在国际顶级学术期刊《科学》发表。图2.钙钛矿薄膜表征。NREL认证钙钛矿光伏组件稳态效率17.2%。图5.仁烁光能MW级钙钛矿组件示范项目及组件发电量同辐照关系。

弗劳恩霍夫ISE基于行业标准底TOPCon电池实现与钙钛矿叠层30.6%的效率来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:17:45

弗劳恩霍夫ISE的研究人员开发了一种采用TOPCon底电池、标准纹理前表面的钙钛矿-硅串联太阳能电池。他们的结果表明,TOPCon底部电池在分流电阻率方面可与串联器件中的异质结电池相当,支持可扩展且具成本效益的工业生产。“证明TOPCon2电池设计及其精益工艺流与钙钛矿/硅叠层集成兼容,标志着实现工业叠层太阳能电池生产的成本效益高峰。”弗劳恩霍夫ISE的其他研究人员最近首次将所谓的掩膜板前金属化方法应用于叠层太阳能电池的开发。

《Science》发文丨仁烁光能破解钙钛矿商业化关键难题!来源:仁烁光能 发布时间:2025-12-05 14:06:01

可靠性能仁烁光能平米级商用钙钛矿组件已先后通过德国莱茵TVIEC61215/61730、美国UL、中国产品质检中心CQC的认证或许可,全面达标国内外产品销售标准;其多个户外项目数据均显示,钙钛矿组件户外运行期间功率无衰减。近期仁烁光能在规模化量产中取得新突破,其0.72m2钙钛矿组件经TV南德认证,全面积效率进一步提升至22%,输出功率达158.4W,再次刷新商用钙钛矿组件的效率纪录,展现出该技术路线的持续优化能力与广阔应用前景(图3)。

Joule:钙钛矿太阳能电池的回收利用来源:知光谷 发布时间:2025-12-05 09:52:48

钙钛矿太阳能电池实现了高效率和低成本制造,但面临着铅管理和有限使用寿命的挑战。近日,香港科技大学ZhouYuanyuan、香港浸会大学GuoMeiyu等人回顾了能够有效回收PSC的材料、设备和工艺特性。研究亮点:1)作者总结了技术经济分析和生命周期评估,这些分析和评估表明,通过多轮材料回收,成本和环境影响大幅降低,并比较了器件架构和功能层的回收途径。