李冬梅&孟庆波AEL:刚柔并济!低温制备CsPbI₃钙钛矿电池效率突破22.3%,柔性器件同步刷新纪录

来源:知光谷发布时间:2025-11-25 14:40:22

高温退火过程虽有利于提高CsPbI₃的结晶性,但其在柔性及叠层器件中的应用受限。

针对这一挑战,中国科学院物理研究所李冬梅和孟庆波等人提出一种协同调控策略,旨在同时提升刮涂法制备的CsPbI₃薄膜的结晶性并降低其相变温度。系统研究表明,引入CdI₂可促进Cs⁺迁移,并将CsPbI₃的相变温度从190℃显著降低至130℃;同时,添加Pb(SCN)₂显著提升了低温退火下CsPbI₃的晶体质量,甚至优于高温退火的钙钛矿薄膜。优化后的CsPbI₃薄膜表现出低缺陷密度、弱非辐射复合和高相稳定性。基于此,刚性CsPbI₃太阳能电池实现了22.3%的冠军能量转换效率,柔性CsPbI₃器件则达到18.6%的效率。器件在500小时光照后仍保持初始效率的90%以上,表现出良好的光稳定性。

本研究展示了一种通用的低温制备策略,可用于获得稳定、高质量的黑色相CsPbI₃钙钛矿薄膜及器件,尤其适用于柔性光电器件。

研究亮点:

  1. 协同添加剂策略:通过同时引入CdI₂与Pb(SCN)₂,实现了CsPbI₃在130℃低温下的高质量结晶,解决了传统高温工艺对柔性器件的限制。
  2. 高效柔性器件突破:首次实现了无溴(Br-free)柔性CsPbI₃太阳能电池,效率高达18.6%,为当前柔性无机钙钛矿器件的最高纪录。
  3. 结晶机制与稳定性并重:CdI₂促进Cs⁺迁移与相变,Pb(SCN)₂提升晶粒尺寸与缺陷钝化,器件在热、光、湿环境下均表现出优异稳定性。

N. Li, Y. Xia, X.-Y. He, et al. “ Dual-B-Site Strategy Underpins Stable Unimodal Deep-Blue Emitting Perovskites.” Adv. Mater. (2025): e17517.

https://doi.org/10.1002/adma.202517517


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202511/25/50013375.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
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。

南京工业大学曹久朋&秦天石AEL:调节宽带隙钙钛矿结晶并抑制相位分离制备高性能钙硅叠层器件来源:先进光伏 发布时间:2025-12-23 10:58:16

论文概览宽带隙钙钛矿太阳电池是叠层光伏器件的关键组成部分。然而宽带隙钙钛矿中较高的溴离子含量容易导致复杂的结晶过程和薄膜质量的降低。光稳定性测试中PA改性器件在1000小时连续光照老化后保持90.1%初始效率,远超对照组,证明2D钙钛矿通过结晶调控与相分离抑制实现钙硅叠层器件光电转换效率和长期稳定性的协同突破。这项工作为制备高质量宽带隙钙钛矿以及高性能钙硅叠层太阳能电池提供了重要的材料设计以及工艺路线指导。

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。

Joule 崔光磊、唐波 喷雾制备钙钛矿 曲面器件23.2% 溶剂工程 强弱络合剂组合实现局部高浓度前驱体策略来源:钙钛矿太阳能电池文献精读集锦 发布时间:2025-12-22 16:15:40

本文提出局部高浓度(LHC)前驱体策略,通过强/弱配体溶剂组合调控溶剂化结构,使钙钛矿在喷雾沉积过程中于液滴内实现均匀受限的体相预成核,成功制备出高质量钙钛矿薄膜,实现了高效、高湿度耐受、可在复杂曲面沉积的钙钛矿光伏器件。

抑制PEDOT:PSS相分离以提升柔性全钙钛矿叠层太阳能电池效率来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-22 13:45:15

Empa、四川大学、国立清华大学、FluximAG、苏黎世联邦理工学院和斯洛伐克科学院的研究人员证明,超薄PEDOT:PSS中的垂直相分离会产生界面偶极,限制柔性钙钛矿叠层电池性能,而将曲拉通加入PEDOT:PSS可抑制这些偶极子并提升器件效率。柔性全钙钛矿叠层太阳能电池和微型模块。本研究不仅揭示了PEDOT:PSS中界面偶极子作为钙钛矿叠层中的隐藏损耗机制,还提供了一种可扩展的克服方法。

AEM:定制COF非骨架基团同步调控铅、碘、有机阳离子,打造高效稳定钙钛矿电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-19 09:28:35

研究亮点:首次提出通过调控COF非骨架基团实现“全组分离域结晶”策略,-F基团诱导的局部电荷不对称分布可同时与PbI(配位)、FA(氢键)和I相互作用,显著延缓结晶过程并提升薄膜质量。

华北电力大学李美成教授团队在Nature Communications发表钙钛矿太阳电池反偏压稳定性增强突破研究来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-18 13:42:06

然而,实际应用过程中,钙钛矿太阳电池在高温、电场等外界因素作用下,效率会发生衰减,其中反偏压下的稳定性问题尤为严峻,成为制约电池实用化的关键难题。该成果为解决钙钛矿电池反向偏压稳定性的瓶颈问题提供了一种新的思路,有力推动了钙钛矿太阳电池的实用化。

田庆文&刘生忠AEL:结晶路径决定性能:揭示高效稳定无机钙钛矿太阳能电池的微观结构演变来源:知光谷 发布时间:2025-12-18 10:15:01

溶液法制备的钙钛矿薄膜的结晶演化对其性能和稳定性至关重要。然而,由于在退火过程中观察多晶团簇动力学存在实验上的挑战,全无机钙钛矿的结晶动力学仍知之甚少。结果表明,增强的双香豆素与钙钛矿前驱体的相互作用促进了DIC-Cs+(δ相)异质晶种的自发形成。这项工作提供了对团簇生长过程的直接原位研究,指导了利用异质晶种制备高质量全无机钙钛矿薄膜的方法。

李萌课题组在ACS Energy Letters报道自组装寡聚物优化钙钛矿光伏器件新进展来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-16 16:30:42

图1基于4PACz寡聚物共沉积构建的器件结构示意图及相应的器件效率针对上述问题,河南大学李萌教授团队提出自组装寡聚物—钙钛矿共沉积策略,利用合理设计的4PACz低聚物在成膜过程中自组装,实现功函数调节、电荷传输增强、结晶引导与缺陷钝化的协同优化。其中,三聚体4PACz在溶解度与缺陷抑制之间取得最佳平衡。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省科学技术厅和河南大学的大力支持。

中科院化学所孟磊团队:氧化还原改进型混合 SAM 助力倒置钙钛矿电池来源:先进光伏 发布时间:2025-12-15 22:13:19

钙钛矿太阳能电池凭借高功率转换效率(PCE)和低成本制备优势,成为光伏领域的研究热点。其中,采用镍氧化物(NiOₓ)/ 自组装单分子层(SAM)作为空穴传输层(HTL)的倒置钙钛矿太阳能电池(p-i-n 型),因结构简单、兼容性强,更具产业化潜力。然而,NiOₓ表面存在 Ni²⁺和 Ni³⁺混合价态的固有问题,不仅导致 SAM 层难以均匀生长,影响电荷传输效率,高活性的 Ni³⁺还会加速钙钛矿材料分解,严重制约器件的稳定性。为解决这一核心瓶颈,中国科学院化学研究所李永舫&孟磊团队团队设计了一种创新策略:利用新型SAM分子MeOF-4SHCz靶向NiOx表面的富Ni³⁺区域,通过局域氧化还原反应原位形成S–O–Ni键;同时,常规SAM分子MeOF-4PACz继续在Ni²⁺区域通过P–O–Ni键实现稳定锚定。当这两种分子以4:1(w/w)的优化比例复合后,在NiOx表面形成了协同作用的混合SAM层,其覆盖度与均匀性得到显著提升。基于此氧化还原改进型(ROI)-SAM空穴传输层所构筑的倒置钙钛矿太阳能电池,获得了26.5%的优异PCE(认证效率26.28%),并在持续最大功率点(MPP)运行下展现出超过1000小时(T90)的长期稳定性。

许桂英&李耀文AM:自修复疏水埋入界面实现效率达26.38%的耐湿柔性钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-15 18:06:56

柔性钙钛矿太阳能电池(pero-SCs)是硅基光伏的有力补充,但其稳定性尤其在长期潮湿环境下仍远低于工业标准,这主要是由于水分子可透过柔性塑料基板渗透进入器件。传统疏水夹层虽能阻隔水分,但通常与极性钙钛矿前驱液不相容,因此难以用于钙钛矿薄膜下方。