户外测试确定了导致钙钛矿太阳能电池退化的因素

来源:钙钛矿材料和器件发布时间:2025-11-14 14:48:42

一个研究小组在西班牙和波兰的户外环境中进行的测试表明,钙钛矿太阳能电池的退化与气候和使用条件的综合影响之间存在很强的相关性。科学家们发现,电池开路运行会加速退化,而在最大功率点和短路条件下运行的影响则较小。

一个国际研究小组调查了西班牙和波兰倒置钙钛矿太阳能电池在室外条件下的性能,并将结果与通过常用的加速老化协议获得的结果进行了比较。

他们工作的新颖之处在于将加速退化测试参数与现实世界的观察结果相关联,以更准确地识别导致钙钛矿光伏器件退化的因素。

“潜在投资者和行业利益相关者需要一个可靠的基准来评估该技术的可行性和长期潜力,”科学家们解释道。“需要强调的是,目前没有确凿的证据表明,未能通过此类加速测试可以直接预测器件在真实户外条件下的使用寿命,光伏应用的目标通常是 20-25 年。”

测试中使用的两个封装光伏器件图片:格但斯克理工大学  消息来源:pv-magazine.com, Solar Energy https://doi.org/10.1016/j.solener.2025.114131)

该小组在两处设施中测试了用聚异丁烯(PIB)封装的倒置钙钛矿太阳能电池 173 天:一个位于西班牙马德里,该区域属于炎热的夏季地中海气候;另一个位于波兰格但斯克,其特点是炎热的夏季潮湿大陆性气候。

这些电池由玻璃和氧化铟锡(ITO)制成的基板、基于聚(三芳胺)(PTAA)的空穴传输层(HTL)、钙钛矿吸收层、电子传输层(ETL)依赖于苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)、浴铜碱(BCP)缓冲层和银(Ag)金属电极。

对于室外测试,科学家们遵循 ISOS-O-2 协议,在格但斯克每 60 分钟进行一次电流-电压(J-V)测量,在马德里每 10 分钟进行一次电流-电压(J-V)测量。西班牙的电池安装在太阳能跟踪系统上,而波兰的电池则安装在固定结构上。

分析显示,在波兰测试的电池与在西班牙测试的电池在长期性能上存在很大差异,波兰测试的电池在整个暴露期间保持相对稳定的性能,而在西班牙测试的电池则持续下降。

他们指出:“器件行为的这种差异可能受到多种因素的影响,包括气候条件、运作模式、安装配置和测量频率,因为测试是在不同的设置下进行的。

他们还发现,影响电池性能的主要因素是吸收层降解、体缺陷和界面损失。在格但斯克进行的进一步分析表明,器件开路运行(Open-Circuit, OC) “强烈”加速退化,而发现最大功率点(Maximum Power Point, MPP)和短路(Short-Circuit, SC)的影响最小。

发现室外降解模式与通过光浸检测到的降解模式相似,没有报告“明显”的提取相关问题。

他们的发现在《Solar Energy》上的研究标题为“Degradation of perovskite solar cells: Insights from accelerated testing versus outdoor aging in two climate zones”。研究团队由来自波兰格但斯克理工大学和西班牙胡安卡洛斯王后大学的科学家组成。

“这些发现凸显了一致测量方法的必要性,因为太阳跟踪、特定作条件和电流-电压扫描频率等因素会影响室外稳定性评估,”他们总结道。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202511/14/50012621.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
新加坡团队攻克钙钛矿-硅叠层太阳能电池量产化关键技术来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-01-04 14:06:35

新加坡国立大学的科学家们近期宣布,他们成功在工业级绒面硅片上,通过气相沉积工艺制造出了兼具高效率与长期热稳定性的钙钛矿-硅叠层太阳能电池。值得注意的是,今年6月,新加坡太阳能研究所的研究人员曾报告了钙钛矿-有机叠层太阳能电池取得了26.4%的认证效率世界纪录,并在更大测试器件上达到26.7%,创下了该技术至今的最高性能。

东方电气首个千瓦级钙钛矿/晶硅两端叠层光伏户外实证示范电站投运来源:钙钛矿工厂 发布时间:2025-12-25 09:47:45

近日,东方电气集团所属东方光能、东长研究院联合攻关打造的5千瓦钙钛矿-晶硅两端叠层光伏户外实证示范电站在甘肃酒泉正式投运,标志着我国新一代高效光伏技术从实验室研发阶段向户外规模化实证示范实现关键突破。针对钙钛矿材料的高温敏感性,团队采用了适配叠层电池的低温串焊与封装技术,有效降低热应力对钙钛矿层的损伤,成功研制出2384毫米×1303毫米钙钛矿-晶硅两端叠层光伏组件,实现从研发向工程示范的跨越。

钧达股份:正积极推进钙钛矿及钙钛矿叠层电池的商业化应用来源:证券时报e公司 发布时间:2025-12-23 16:36:15

钧达股份12月22日在机构线上电话会议表示,公司深耕光伏电池技术研发,在下一代钙钛矿技术领域布局深远,已与仁烁、中科院、苏州大学等单位开展研究,已实现关键突破:钙钛矿叠层电池实验室效率达32.08%,居于行业领先水平;2025年11月完成首片产业化N型+钙钛矿叠层电池下线,攻克底电池结构优化、高效介质钝化膜沉积等核心技术,具备独立开展叠层工艺研发与小规模生产的能力,正积极推进钙钛矿及钙钛矿叠层电池的商业化应用。

苏大袁建宇团队AM: 倒置钙钛矿太阳能电池实现 26.11% 的冠军效率!来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:15:02

效率:DCA-1F共SAMs器件表现最优,冠军PCE26.11%,开路电压1.179V,短路电流密度25.89mA/cm,填充因子85.49%;DCA-0F、DCA-2F共SAMs器件PCE分别为25.21%、25.05%,均高于纯MeO-2PACz对照组。稳定性:30-50%湿度环境下储存1000小时,DCA-1F共SAMs器件保持90%初始PCE;1太阳光照下最大功率点跟踪1000小时,仍维持~90%效率,而纯MeO-2PACz器件500小时后效率衰减超50%。DCA分子与MeO-2PACz在溶液状态下自聚集行为的示意图。近期报道的基于共自组装单分子层策略的高效钙钛矿太阳能电池性能汇总。

目前最高值!AFM:双重钝化策略使钙钛矿电池太阳能-氢能转换效率达6.5%来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:13:06

FASCN促进钙钛矿晶粒长大,PDAI减少表面缺陷,共同抑制非辐射复合并提升电荷提取效率。进一步通过三元富勒烯混合物优化电子传输层,改善能级对齐并降低界面能量损失,使小面积器件的开路电压从1.41V提升至1.60V,能量转换效率达9.4%。该系统太阳能-氢能转换效率达6.5%,是目前报道的单吸收体PV-EC系统中最高值。单吸收体水分解效率创纪录:将优化后的1.0cm器件集成于PV-EC系统,实现6.5%的太阳能-氢能转换效率,为目前单吸收体光解水系统最高值。

27.2%!中科院游经碧团队Science:HVCD策略制备高效率钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:11:11

近期,中国科学院半导体研究所游经碧研究员领导的团队发现,基于MACl制备的钙钛矿薄膜存在垂直方向上氯分布不均匀的问题,主要原因是MACl中的氯离子在钙钛矿结晶过程中迅速迁移至上表面引起富集。基于所开发的氯元素均匀分布的钙钛矿薄膜,团队研制出经多家权威机构认证、光电转换效率为27.2%的钙钛矿太阳能电池原型器件。该研究实现了钙钛矿太阳能电池效率与稳定性方面的协同提升,将为其产业化发展提供重要支撑。

浙江大学王勇 AEL: 离子位点竞争策略用于增强钙硅叠层光伏器件中宽带隙钙钛矿的稳定性来源:先进光伏 发布时间:2025-12-23 11:00:37

论文概览宽带隙钙钛矿的稳定性是实现高效钙钛矿/硅叠层光伏器件的关键,但由于宽带隙钙钛矿中卤化物偏析导致的不稳定性仍然是一个重大挑战。结论展望本研究创新性地提出了一种离子位点竞争策略,通过精心设计的多Cl-源前驱体组分优化,实现了Cl离子在钙钛矿晶格与间隙位点的可控分布。

黄劲松AEM:理解钙钛矿太阳能电池中基于膦酸分子的空穴传输层来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:59:38

自组装单分子层已成为钙钛矿太阳能电池中一类重要的界面材料,能够调控能级、提升电荷提取效率,并改善器件效率与稳定性。其中,基于膦酸的自组装单分子层因其可与透明导电氧化物形成共价键,作为超薄、透明且可调控的空穴传输层而备受关注。解决这些挑战是将SAMs推向商业化钙钛矿太阳能产品的关键。

AEM:环境条件对无反溶剂两步法FAPbI₃薄膜及太阳能电池性能的影响来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:58:30

综上,该研究表明,在干燥气氛中制备活性层或在最终退火时引入适度湿度,可获得两步法FAPbI太阳能电池的最佳性能与稳定性。

港科大周圆圆、港理工蔡嵩骅等人NC:揭秘钙钛矿电池性能的“隐形杀手”——晶内杂质纳米团簇来源:先进光伏 发布时间:2025-12-22 16:29:28

香港科技大学周圆圆、香港理工大学蔡嵩骅等研究团队,通过低剂量扫描透射电子显微镜首次在铯掺杂混合阳离子钙钛矿薄膜中,发现了一种新型亚稳态晶粒内杂质纳米簇。核心技术亮点首次发现晶粒内隐藏杂质:利用超低剂量扫描透射电镜,首次在原子尺度上直接观测并解析了隐藏在钙钛矿晶粒内部的亚稳态ABX型杂质纳米团簇的晶体结构。

同济大学材料科学与工程学院陆伟团队关于高熵钙钛矿氧化物材料用于低频电磁波吸收的最新研究成果发表于《科学·进展》来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-22 13:52:25

论文第一完成单位为同济大学材料科学与工程学院。同济大学陆伟教授与袁宾研究员为论文通讯作者。陆伟教授团队以电磁功能材料为主要研究对象,在多功能集成电磁防护材料等方向进行了系统性研究。在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支撑下,近期多项电磁防护材料研究成果发表于高水平期刊。