8月4日,深圳理工大学白杨教授联合复旦大学褚君浩院士团队在NatureCommunications期刊上发表研究成果,成功开发出超稳定、高效率宽带隙钙钛矿太阳能电池,并基于该成果构建出性能优良的全钙钛矿叠层器件。白杨教授团队在钙钛矿太阳能电池技术方面具有深厚的研究基础和丰富的创新经验,此次突破性的成果,进一步巩固了深圳理工大学在该领域的领先地位。
近年来,随着能源需求的日益增长和光伏技术的不断发展,钙钛矿太阳能电池正逐步从实验室小面积器件走向大面积光伏组件产业化发展。目前,实验室级钙钛矿太阳能电池模组的效率已经突破23%,展现出巨大的商业化潜力。此外,照阳光能研究团队还聚焦于实现大面积钙钛矿太阳能电池组件规模化生产所面临的核心挑战,深入探讨了制造工艺的可控性、光伏组件的长期运行稳定性以及组件制造成本等关键影响因素。
他们创新性地融合自适应扰动观测与模型预测控制,打造出名为APO-MPC的混合控制策略,为复杂遮阴环境下的光伏系统装上了“智慧导航”。响应迅如闪电:定位到GMPP的平均时间仅需0.19秒,速度显著超越现有主流技术,极大减少了能量捕获的延迟。发电量全面领先:综合发电表现碾压传统扰动观测法、增量电导法、灰狼优化及纯模型预测控制等方法,平均发电增益达到2%至13%。
有机太阳能电池(OSCs)因其柔性、轻质和可溶液加工等优势,被视为新一代清洁能源技术。近年来单结器件效率已突破20%大关,但产业化进程却受限于一个致命瓶颈:光活性层的最佳厚度窗口极窄(仅100-120 nm)。
层状聚合物太阳能电池(LBL PSCs)的垂直相分离形貌是性能突破的关键,但聚合物给体(D18)与非富勒烯受体(L8-BO)的不可控互扩散阻碍了组分平衡分布。该团队开发了两种挥发性异构添加剂2-BrIDB和5-BrIDB,通过调控D18与L8-BO的互扩散实现给受体平衡分布。其中,2-BrIDB可部分溶解D18薄膜,延长成膜时间并增强L8-BO分子有序堆积,使器件获得更理想的垂直相分离形貌和双连续网络结构。基于2-BrIDB的器件效率达20.81%(开路电压0.925 V,短路电流27.48 mA cm⁻²,填充因子81.85%),为二元LBL PSCs的最高效率之一。该成果以"Balanced Distribution of Donor and Acceptor Enabled by Volatile Isomerization Additives for 20.81% Efficiency Layer-by-Layer Polymer Solar Cells"为题发表于Energy & Environmental Science。
基于此,新加坡国立大学MingyangWei、SoMinPark和侯毅教授团队的最新综述系统性地总结了钙钛矿基叠层太阳能电池领域的前沿进展与技术挑战。钙钛矿/硅叠层电池效率达34.6%,全钙钛矿叠层效率突破30.1%,展现了轻量化、低成本的优势。
经认证,该电池在1平方厘米有效面积上的光电转换效率达惊人的26.4%,刷新了该类型太阳能电池的世界最高效率纪录,成为目前同类器件中性能最优的产品。侯毅团队已于近期将这项开创性成果发表在国际顶级学术期刊《Nature》上。除了学术领域研究,侯毅还积极参与推动钙钛矿太阳能电池技术的实际应用。下面为大家介绍一下侯毅团队近期这项打破世界纪录的突破性研究。这一创新成功将钙钛矿-有机叠层电池的光电转换效率推至新的高度。
近日,新加坡国立大学广州创新研究院PI(Principal Investigator,学术带头人)、新加坡国立大学设计与工程学院校长青年教授、助理教授侯毅带领团队成功研制出一种钙钛矿-有机叠层太阳能电池。经认证,该电池在1平方厘米有效面积上的光电转换效率达惊人的26.4%,刷新了该类型太阳能电池的世界最高效率纪录,成为目前同类器件中性能最优的产品。
近期,中国科学院上海光学精密机械研究所邵宇川、郑毅帆团队在AdvancedPhotonics发表了题为“Advancingperovskitephotovoltaicsforspace:criticalstabilitytestingguidelines”的研究指南,该指南首次系统梳理了钙钛矿光伏器件在太空环境中面临的核心失效机制,提出了一整套面向空间应用的稳定性测试与评估新框架。
近日,东南大学徐晓宝/雷威的多维探测与智能识别团队开发出一种六英寸高纯度铅卤钙钛矿晶圆制备工艺,解决了钙钛矿大面积均匀性与缺陷控制的难题,实现了晶圆级异质结构工程,推动了高性能辐射成像系统的实际应用。该方法具有普适性,可拓展至多种钙钛矿体系,并实现异质结晶圆制备。东南大学电子科学与工程学院徐晓宝教授、李青教授、雷威教授为本文的共同通讯作者。