AM综述:室内钙钛矿太阳能电池的非金属背电极:材料标准、最新进展与未来展望

来源:知光谷发布时间:2025-10-27 13:43:37

钙钛矿太阳能电池因其高功率转换效率、可调带隙及低成本制备工艺,已成为室内光伏技术的领先候选者。尽管大量研究聚焦于优化钙钛矿吸收层和电荷传输层,但背电极(尤其是非金属替代材料)在室内钙钛矿电池中的作用仍被严重忽视。背电极对低光强室内照明下的电荷收集、器件稳定性及整体性能具有关键影响,然而现有研究多集中于金属电极,忽略了低成本、高稳定性且具柔性的非金属选项。

本综述澳大利亚昆士兰科技大学王红霞等人系统分析了室内钙钛矿电池中背电极材料的作用,重点探讨了碳基电极与透明导电电极等非金属背电极的最新进展,并围绕性能与能量输出密度、可加工性与扩展性、机械柔性与耐久性等关键挑战,提出界面工程、低温加工与材料创新等策略。通过揭示这一关键研究空白,本文为推动高效、稳定、可扩展的室内钙钛矿电池提供了可行见解,助力自供电电子与物联网应用。

文章亮点:

  1. 系统评述非金属背电极在室内钙钛矿电池中的关键作用:指出碳基电极与透明导电电极在成本、稳定性与柔性方面的优势,填补了该领域的研究空白。
  2. 提出非金属背电极性能优化路径:包括能级匹配、界面工程、低温印刷工艺等,推动器件在低光强下实现高效率(>35%)与长寿命。
  3. 展望非金属背电极在物联网与可穿戴设备中的应用前景:展示了碳基钙钛矿模块(面积88 cm²)效率超过20.9%,并成功驱动传感器等低功耗电子设备。

Y. Yang, S. Senanayake, M. T. Hoang, J. Ye, N. D. Pham, and H. Wang, “ Non-Metallic Back Contacts for Indoor Perovskite Solar Cells: Material Criteria, Recent Progress, and Future Outlook.” Adv. Mater. (2025): e12402.

https://doi.org/10.1002/adma.202512402


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