AFM综述:面向极端与新兴应用的稳健钙钛矿太阳能电池

来源:知光谷发布时间:2025-11-25 14:38:44

钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其轻质、超高功率转换效率和可调光电特性,为超越传统光伏技术的应用提供了前所未有的机遇。这些优势推动了其在太空系统、室内光能采集、聚光光伏以及柔性/可穿戴电子等新兴与极端应用场景中的探索。然而,目前关于PSCs在这些特殊环境中的研究仍较为零散,且对其在耦合外部应力下的耐受机制缺乏深入理解。

本综述北京航空航天大学Haining Chen、东华大学Hailiang Wang、Wei Yan和Meifang Zhu等人首次从应用需求、器件设计原理及钙钛矿材料基础三个层面展开系统性剖析,识别了不同运行环境下的主要降解路径,并评估了极端条件(如高低温、电离辐射、变光照、柔性系统的机械变形)对光伏性能的影响机制。文章进一步探讨了该领域的关键挑战(如长期材料稳定性、界面失效、机械疲劳)与未来方向(如先进降解研究、机器学习辅助材料设计、多功能界面工程、平面-纤维结构演化),旨在为基础理解与应用需求之间搭建桥梁,指导开发适用于下一代关键任务的稳健PSCs。

研究亮点:

  1. 系统性分析极端环境下PSCs的失效机制:首次构建从应用场景→环境应力→降解机制→设计策略的完整框架,涵盖太空、聚光、室内、可穿戴四大前沿方向。
  2. 多因素耦合稳定性研究:深入探讨温度、辐射、光照、机械形变等多重应力耦合作用下的材料与器件行为,提出“自愈合”、“缺陷自消除”等新型稳定策略。


H. Wang, Y. Liu, Y. Xiao, et al. “ Robust Perovskite Solar Cells for Extreme and Emerging Applications.” Adv. Funct. Mater. (2025): e23571.

https://doi.org/10.1002/adfm.202523571


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202511/25/50013374.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
推出首款钙钛矿光伏摄像头! 脉络能源与镭威视签署战略合作协议来源:脉络能源 发布时间:2025-12-26 10:32:29

2025年12月24日,广东脉络能源科技有限公司(以下简称“脉络能源”)与广州镭威视安防科技有限公司(以下简称“镭威视”)正式签署战略合作协议,推出首款钙钛矿光伏摄像头。此次合作是脉络能源践行绿色低碳发展战略、推动钙钛矿光伏技术与安防领域创新融合的重要举措,将为智慧能源注入新动能。

AFM:硫族钙钛矿 LaScS₃-石墨烯复合薄膜实现 p 型透明导电材料来源:知光谷 发布时间:2025-12-24 09:22:19

然而,缺陷阻碍了LSS薄膜实现有效的导电性。本工作不仅为基于溶液法制备硫族钙钛矿薄膜提供了可扩展的路径,也为开发用于透明电子器件的p型透明导电材料提出了新策略。

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。

AFM:双重奏效!FAPbBr₃钙钛矿电池开路电压跃升至1.60V,光解水效率突破6.5%来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 10:02:56

宽带隙甲脒铅溴钙钛矿太阳能电池在单结吸收体实现无辅助光驱动水分解方面具有潜力。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%。研究亮点:双重钝化协同增效:体相添加FASCN促进晶粒生长,表面处理PDAI钝化界面缺陷,显著抑制非辐射复合,开路电压提升至1.53V。

AFM:双功能电子传输层工程实现能级对齐与界面钝化,打造高效钙钛矿发光二极管来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 10:00:54

我们深入研究了BPAH对ETL能级和迁移率的影响,并揭示了其与发光层之间的强相互作用,有效钝化了发光层表面缺陷,促进了电荷传输与辐射复合。研究亮点:一分子双功能:BPAH实现ETL能级调控与界面钝化BPAH分子插入POT2T分子间隙,改善π-π堆叠,提升电子迁移率;其咪唑基团与发光层中未配位Pb配位,增强铅-卤键结合力,有效抑制卤离子迁移与界面缺陷。

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。