基于此,刮涂钙钛矿太阳能电池实现26.0%的光电转换效率,20.25cm孔径面积的微型模组效率达22.5%,并在国际有机光伏稳定性峰会标准条件下运行2100小时后无性能衰减。大面积804cm模组:效率为20.2%。此外,有效面积达804cm的子组件实现了20.2%的高效率,为钙钛矿光伏技术的实用化奠定了基础。最终热蒸发Cu250nm完成互连。
近日,南京大学朱鹏臣助理教授/朱嘉教授团队联合香港理工大学殷骏教授以及大连理工大学王敏焕教授提出了一种创新方法,即引入苯甲脒盐酸盐(BMCl)以增强晶格相互作用,来解决钙钛矿薄膜垂直方向上应力不均匀的问题,基于这种方法的钙钛矿单结(1.67 eV)和4端(4T)钙钛矿/硅叠层器件分别实现了23.5%(认证22.9%)和创纪录的33.4%的功率转换效率。值得一提的是,4T叠层器件在户外运行48天无效率衰减,展示出卓越的户外运行稳定性,这项工作为钙钛矿电池的商业化提供了一种有前景的策略。
此外,该偶极钝化有效减轻了由叠层器件连接层引起的窄带隙子电池中的接触损失,使得全钙钛矿叠层太阳能电池实现了30.6%的卓越PCE。因此,保留PEDOT:PSS作为HTL以减轻这些Voc和FF损失。当旋涂速度达到最大值时,将50μl处理液滴加到钙钛矿薄膜上。
鉴于此,2025年10月27日南京大学林仁兴&谭海仁&军事科学院国防科技创新研究院常超和北理工徐健于Nature刊发具有偶极钝化的全钙钛矿叠层太阳能电池的研究成果,开发了一种偶极钝化策略,该策略可降低混合锡铅处的陷阱密度,同时实现空穴传输层/钙钛矿界面处能级的精确对准。此外,偶极钝化有效地降低了串联器件互连层在窄带隙子电池中引起的接触损耗,使全钙钛矿叠层能电池的效率达到30.6%。
南京大学何道伟等人提出通过有机盐TrTPFB进行p型掺杂有效钝化单层有机薄膜分子晶体中晶界诱导缺陷的策略。该成果以题为“ChemicalDopingRevealsBand-likeChargeTransportatGrainBoundariesinOrganicTransistors”发表在NanoLetters。掺杂单层GBOTFT表现出带状电荷输运,阈值电压正移0.79V,迁移率增加44%,接触电阻创纪录地低至0.6Ω·cm。该阵列包括具有不同晶体取向的GBOTFT和单晶OTFT。这些结果表明,通过掺杂利用更深的杂化态将有利于恢复GB的电子电导率。
最终制备的钙钛矿太阳能电池实现了22.5%的光电转换效率和1.280V的显著开路电压,而冠军叠层电池获得了30.5%的认证效率。该研究为解决混合卤化物钙钛矿的相不均匀性和提升薄膜质量提供了新路径。图1.钙钛矿薄膜中的卤化物分布。
如何认识并调控点缺陷,已成为提升钙钛矿器件性能与寿命的核心课题。在此,南京大学邹志刚院士、王冰研究员联合浙大宁波理工学院钟宇飞教授系统总结了点缺陷在钙钛矿材料中的类型、形成能、对载流子复合与热载流子行为的影响,并进一步探讨了缺陷容忍性的起源及其局限性。当它们结合形成“缺陷对”时,其稳定性和能级分布都会发生显著变化。此外,光照还可能引发卤素迁移,从而导致相分离。
钙钛矿-有机串联太阳能电池通过避免易氧化的锡基钙钛矿,成为不稳定的全钙钛矿串联结构的理想替代品。然而,高效空气制备的钙钛矿-有机串联器件的实际实现仍未被探索。这种双重功能使得在环境条件下制备出高质量的刮涂UWBG钙钛矿薄膜,实现了17.2%的显著功率转换效率和出色的操作稳定性。通过将这一优化的光活性层集成到单片钙钛矿-有机串联结构中,首次展示了空气制备的串联器件,其PCE达到24.4%。
具有可调带隙的宽带隙(WBG,≥1.60 eV)混合卤化物钙钛矿对于推进叠层光伏(PV)至关重要。然而,宽带隙钙钛矿太阳能电池性能损失严重,通常直接与卤离子迁移(HIM)有关。虽然抑制卤离子迁移的策略改善了器件性能,但卤离子迁移与器件性能之间的潜在关系仍然模糊且存在争议。
为何关注全钙钛矿叠层?作为目前关于全钙钛矿叠层光伏最系统、最全面的综述之一,该论文不仅展现了我国科研团队在该领域的国际影响力,也为全球研究者和产业界提供了宝贵的前沿指南。未来,随着材料优化、工艺升级和测试标准完善,全钙钛矿叠层有望成为推动光伏行业跨越式发展的核心引擎。图5|全钙钛矿叠层光伏的未来展望a,多结电池在不同子电池数下的理论效率极限。