新型界面工程方法实现了26.7%的倒置钙钛矿太阳能电池效率

来源:钙钛矿材料和器件发布时间:2025-11-19 13:37:47

中国组件制造商晶澳太阳能(JA Solar)的研究团队开发了一种基于多功能有机铵盐的倒置钙钛矿太阳能电池,据称该电池减少了非辐射复合,并改善钙钛矿吸收体与电子传递层(ETL)界面上的载流子运输。

(a) 钙钛矿器件的示意图。 (b) 对照组和基于PMEAI器件的最佳J-V曲线。 (c) 基于PMEAI的最佳器件在350秒内的稳定功率输出。 (d) 基于PMEAI的最佳器件的EQE光谱及积分JSC。 (e) 有效面积为1 cm²的基于PMEAI的钙钛矿器件的J-V曲线。 (f) 具有或不具有PMEAI界面钝化的宽禁带PSC的J-V曲线。(g) 在氮气中65 ℃退火的未封装PSCs的热稳定性。(h) 在室温(25 ℃)和低湿条件下封装器件的操作稳定性。(消息来源:perovskite-info.com, Energy & Environmental Science)

团队解释说,这种方法实现了碘化铅(Pb/I)空位的双点钝化,同时最大限度地减少了空间障碍,从而提高了载流子提取的效率。

对于倒置钙钛矿电池,优化的富勒烯(C60)目前是ETL中性能最好的材料,尽管其溶液中存在显著聚集问题,且与钙钛矿薄膜结合时需进行校准。为此,科学家们使用一种多功能有机铵盐,称为2-(氨基)苯基)乙基-1-碘化铵,简称PMEAI,作为钝化层,以改进钙钛矿-C60界面的界面工程。

团队设计了由氟掺锡氧化物(FTO)组成的基底、由自组装单分子层4PADCB制成的空穴输运层(HTL)、钙钛矿吸收剂层、PMEAI钝化层、C60 ETL、浴铜碱(BCP)缓冲层和银(Ag)金属电极组成的电池。

在标准光照条件下测试,该器件实现了26.7%的功率转换效率,开路电压为1.181 V,短路电流密度为26.36 mA/cm2,填充因子为85.8%。相比之下,采用其它钝化层类型的参考器件效率较低,仅为24.3%,开路电压为1.156 V,短路电流密度为26.05 mA/cm2,填充因子为80.4%。

基于PMEAI的电池还实现了25.84%的认证效率,并获得了中国国家光伏工业计量检测中心(NPVM)的认证。当放大到1平方厘米时,该器件的效率也达到了24.5%活跃区域。

通过进一步分析,科学家发现水平排列的PMEAI抑制了Pb和I空位的缺陷,并诱导钙钛矿/C60界面内建电场的反转,从而最大限度地减少界面复合损失。他们解释说,界面电场被PMEAI反转,从C60指向钙钛矿,显著加速电子提取并抑制复合,从而突破了钝化层对电流密度和填充因子的传统限制。

电池在65摄氏度下1500小时后,仍保持97%的初始效率。本研究提出了一种界面材料设计的新方法,协同整合了低立体阻碍、缺陷钝化和抑制离子迁移诱导降解,推动高性能钙钛矿光伏技术的发展。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202511/19/50012950.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
钧达股份地面钙钛矿叠层电池效率达33.53%来源:光伏前沿 发布时间:2026-07-06 09:13:07

钧达股份于7月3日披露,其自主研发的地面用钙钛矿/晶硅叠层电池在实验室条件下实现33.53%的小面积光电转换效率,达到行业领先水平,并已完成关键技术验证。该效率已突破传统晶硅电池约29.4%的理论极限,处于当前头部企业33%—35%的主流区间。与此同时,公司还在推进适配太空环境的柔性钙钛矿-晶硅叠层电池研发。不过,两项技术均处于实验室阶段,尚未产生营收与利润。产业化面临三大瓶颈:钙钛矿材料长期稳定性不足(理论寿命仅3—5年)、大面积制备中均匀性控制难度大、量产工艺和产线建设仍处初期验证阶段。整体来看,该技术虽具颠覆性潜力,但商业化进程尚需较长时间。

山东科技大学科研团队在柔性钙钛矿太阳能电池研究方面取得新突破来源:中新网 发布时间:2026-06-30 10:11:41

山东科技大学豆洁、段加龙、唐群委团队在柔性钙钛矿太阳能电池稳定性难题上取得重要进展,相关成果发表于《Nature Communications》。针对柔性器件中钙钛矿层与聚合物基底热膨胀失配导致的疲劳裂纹问题,团队提出“错位偶极工程”策略,设计出一种可修复的含氟聚合物弹性体并引入钙钛矿薄膜。该材料显著增强晶界韧性、抑制热膨胀,从而缓解热应力损伤。实验显示,柔性器件光电转换效率达25.54%,刚性对照器件为26.83%;在严苛条件下表现优异:经11000次弯曲和500次热循环后,效率仍保持初始值90%以上。该研究为高稳定性、长寿命柔性光伏器件的实用化提供了新路径。

好技术变成好生意:极电光能的钙钛矿第二场大考来源:索比光伏网 发布时间:2026-06-25 01:11:21

本文聚焦极电光能推动钙钛矿光伏技术产业化落地的实践路径,指出行业已从“能否做出”迈入“是否值得采用”的第二场大考。文章以极电无锡GW级产线稳定运行为背景,系统阐述其围绕“大尺寸、高效率、高稳定、低成本”构建的“极创+”量产技术体系,强调将材料科学问题转化为可工程化解决的制造难题;介绍面向真实场景的“创势”系列产品,涵盖高强度“玄甲”与轻量化“飞羽”,体现技术向产品转化;并指出通过银川、大庆等实证基地数据、第三方认证及19MW大型项目落地,正逐步建立客户、金融、保险等多方参与的商业化验证生态。全文凸显钙钛矿正从技术叙事转向以制造能力、场景适配和可信验证为支撑的商业闭环。(199字)

武汉理工大学AM:无反溶剂法制备高效α-FAPbI₃钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-06-22 09:35:36

本文报道武汉理工大学团队针对无反溶剂法制备α-FAPbI₃钙钛矿太阳能电池所面临的成核缓慢、结晶不均及溶剂化中间体干扰等关键瓶颈,提出一种基于分子偶极矩调控的添加剂策略。研究筛选出偶极矩为1.9 Debye的氟取代间苯二甲酸二甲酯衍生物(DMIP-F),其可通过与Pb²⁺、FA⁺和I⁻形成多重配位与氢键作用,显著抑制不利中间相生成,将α相主导时间从150秒以上大幅缩短至23秒,从而获得高结晶性、低缺陷密度的高质量钙钛矿薄膜。基于该工艺,无反溶剂正置结构器件实现26.28%的光电转换效率,为同类器件最高公开纪录;同时展现出优异稳定性——85℃老化1500小时后效率保持93.7%,最大功率点追踪1000小时后仍维持初始效率的90%。

北京大学周欢萍/严纯华等Nature:原位聚合限域策略实现高效蓝光钙钛矿LED来源:北京大学材料科学与工程学院、北京大学新闻 发布时间:2026-06-18 15:22:05

北京大学周欢萍、严纯华与孙聆东等合作,在《自然》发表研究,提出“原位纳米晶限域”策略,突破蓝光钙钛矿LED(PeLED)发展中高结晶性与小尺寸难以兼顾的核心瓶颈。该策略利用可聚合配体在结晶过程中原位形成聚合物网络,动态限制纳米晶生长,既抑制晶粒过度长大,又延长晶格重排时间,从而获得尺寸均一、缺陷少、结晶度高的纳米晶;同时诱导正交相向立方相转变,削弱电子-声子耦合,提升辐射复合效率。所得薄膜光致发光量子产率(PLQY)达83%,据此制备的蓝光PeLED在491 nm处实现21.8%的外量子效率(EQE),并使器件运行寿命提升超6倍。该方法具有普适性,为高性能光电材料设计提供了新路径。

33刷世界纪录!晶科能源再创钙钛矿/TOPCon叠层电池效率达34.82%来源:晶科能源 发布时间:2026-06-17 16:56:25

晶科能源N型TOPCon钙钛矿叠层电池转换效率达34.82%,再破世界纪录,系其第33次刷新电池效率与组件功率纪录。依托双层复合钝化、梯度结晶调控等核心技术突破,加速下一代光伏技术产业化进程。

韩华Qcells联合NASA展开钙钛矿叠层电池月球太阳能发电示范项目测验!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-06-10 08:48:20

韩华Qcells宣布为NASA资助的SSTEF-1月球表面太阳能发电示范项目提供钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池,该电池将随月球着陆器升空,在真空、极端温差与强宇宙辐射等真实太空环境中开展实地性能测试。该项目由Aegis Aerospace主导、佐治亚理工研究所(GTRI)负责实施,Qcells是唯一入选的叠层电池供应商。测试旨在验证该技术在严苛空间条件下的可行性与可靠性,并为公司空间光伏研发路线图提供关键原位数据支撑。与此同时,Qcells正同步推进地面商业化进程,目标于2029年实现叠层产品量产,并已在德国塔尔海姆研发中心及第三方场地完成逾一年半的户外稳定发电验证。公司强调,空间太阳能发电不仅拓展可再生能源应用边界,还将赋能人工智能数据中心、国防与通信等关键领域。(198字)

高景太阳能申请光伏组件及其制备方法专利,显著提升了光伏组件在严苛环境下的长期可靠性来源:金融界 发布时间:2026-05-29 17:57:44

青海高景太阳能科技有限公司、广州高景太阳能科技有限公司及高景太阳能股份有限公司联合申请了一项名为“一种光伏组件及其制备方法”的发明专利(公开号CN122121274A,申请日为2026年3月)。该专利聚焦提升光伏组件在高温、高湿等严苛环境下的长期可靠性,核心在于创新性地采用双层级功能涂层结构:前板玻璃侧设含离子捕捉剂的第一涂层,背板玻璃及边框侧设含片状纳米屏障填料的第二涂层,分别从化学捕获和物理阻隔两个维度协同抑制电势诱导衰减(PID)效应。该方案提供了一种高效、低成本的外部防护新路径。文中还简要介绍了三家申请企业的成立时间、所在地、主营业务及知识产权布局概况。

新加坡南洋理工大学Bruno教授团队成功研发半透明超薄钙钛矿太阳能电池,厚度仅头发丝万分之一来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-05-21 08:26:20

5月20日消息,新加坡南洋理工大学 的科学家团队开发出一种新型超薄半透明钙钛矿太阳能电池,其厚度仅为一根头发丝直径的万分之一,大约是传统钙钛矿太阳能电池的50分之一。研究人员称,这是采用类似材料制备的半透明钙钛矿太阳能电池中性能最高的数据之一。03研发进展与商业化前景据官方介绍,Bruno副教授是钙钛矿太阳能电池领域的先驱,她早期关于热蒸发钙钛矿太阳能电池的工作已被规模化。

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。

25.14%!东京城市大学钙钛矿/CIGS叠层电池效率创纪录来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-05-20 08:44:03

据报道,日本东京城市大学的研究人员在将钙钛矿顶电池与铜-铟-镓硒 底电池结合的叠层太阳能电池中,创造了新的世界级功率转换效率纪录。图片来源:东京城市大学这超过了德国亥姆霍兹柏林中心于2025年2月创下的钙钛矿-CIGS双联24.6%的纪录,此后全球各方一直努力将该技术推向25%的门槛。