全钙钛矿叠层

钙钛矿材料因其优异的光电特性——如可调的直接带隙和长载流子扩散长度——成为叠层太阳能电池结构中理想的吸收层。在全钙钛矿叠层电池中，宽带隙与窄带隙子电池的集成能够更高效地利用太阳光谱，认证效率已高达30.1%。宽带隙钙钛矿易发生光致相分离和深能级缺陷形成，而窄带隙钙钛矿则易受Sn氧化和异步结晶缺陷的影响。因此，实现耐用的全钙钛矿叠层电池需全面理解影响宽窄带隙吸收层的降解机制。

近日，经开区企业仁烁光能(苏州)有限公司联合南京大学、加拿大维多利亚大学在国际顶级期刊《自然光子学》发表重大研究成果，成功攻克柔性钙钛矿太阳能电池大面积制备难题。校企联合首创的“气淬辅助的原位涂层技术”，刷新了两项柔性全钙钛矿叠层太阳能电池纪录，大幅缩小了柔性与刚性钙钛矿电池的效率差距。两项指标均刷新同类器件的世界纪录。

通过减少载流子传输损失、提高选择性和抑制非辐射复合，可显著提升钙钛矿/硅叠层太阳能电池的效率和稳定性。同时，这种场效应钝化提高了整个本征钙钛矿吸收层中的电子浓度，增强了导电性并减少了传输损失。最终，我们实现了高性能全绒面钙钛矿/硅叠层太阳能电池，在1-sunAML5G条件下实现了33.1%的转换效率，开路电压达2.01伏，并在红海沿岸表现出优异的户外稳定性。

结果，他们实现了柔性全钙钛矿叠层太阳能电池的PCE为27.5%和大型柔性模块的认证效率23%，几何填充系数为95.8%。他们还通过对孔径面积为~804cm2的柔性宽带隙钙钛矿组件进行狭缝涂覆，展示了在大气环境条件下工业可扩展性。这项工作有助于缩小柔性和刚性钙钛矿串联之间的效率差距，并为可扩展、高性能的柔性光伏技术探索一条实用的路线。

01研究背景与挑战柔性钙钛矿太阳能电池与刚性基底太阳能电池相比，柔性钙钛矿电池尤其是大面积模块的效率仍显著落后。03文章图文信息Figure1:添加剂辅助原位刮涂策略图1|添加剂辅助原位刮涂技术a.柔性基底上宽带隙钙钛矿薄膜埋藏界面的扫描电镜图像。箭头指示最大功率连续涂覆样品相较于对照组钙钛矿薄膜的峰位移方向。Figure4:柔性单结与叠层电池器件性能图4|柔性钙钛矿器件的性能与光电特性。

全钙钛矿串联太阳能电池在实现超越单结Shockley–Queisser极限的光电转换效率方面展现出巨大潜力。同时，均匀化Sn/Pb组分分布，有效缓解了长期照射下的结构退化问题。这一工作不仅揭示了Sn–Pb钙钛矿光致降解的结构与动力学机制，还提出了可推广至其他窄带隙体系的稳定化分子设计思路，为实现高效、长寿命全钙钛矿串联太阳能电池提供了重要的材料与方法学支撑。

研究内容近日，暨南大学郭飞研究员/麦耀华教授团队提出一种新型无ALD、无贵金属电荷复合层架构。该策略显著提升叠层界面的机械稳定性与电学耦合效率，最终基于该CRL制备的全钙钛矿叠层太阳能电池获得26.56%的效率，填充因子高达80.6%，并在1300小时N2环境老化后保持91.1%的初始效率。高效器件性能：基于无ALD、无贵金属电荷CRL的全钙钛矿叠层太阳能电池实现创记录的26.56%的功率转换效率，未封装器件在1300小时N2环境老化后保持91.1%的初始效率。

引言全钙钛矿叠层太阳能电池因其理论效率可突破肖克利-奎瑟极限而备受关注，但窄带隙锡-铅钙钛矿的晶格不稳定性和卤化物迁移问题严重制约其发展。这一突破为钙钛矿叠层电池的商业化铺平了道路。叠层电池：2T结构实现29.6%的冠军效率，700小时运行后保持93.1%初始效率（图4d）。应用前景叠层电池商业化：高效率与长寿命结合，满足光伏产业对稳定性的严苛要求。

然而，宽带隙钙钛矿太阳能电池的本征不稳定性主要归因于多重离子迁移所引起的空位缺陷。本工作为利用超分子策略提升混合卤素宽带隙钙钛矿薄膜质量及其光照稳定性开辟了新途径。此外，得益于冠醚环外侧疏水氢原子的疏水屏障效应，冠醚修饰的WBGPSC展现出优异的湿度稳定性。进一步地，冠醚修饰的两端（2-T）全钙钛矿TSC效率高达28.44%。

界面平行偶极子调控：全钙钛矿叠层太阳能电池效率达28.92%且稳定性优异