无卤溶剂加工对有机太阳能电池的工业化生产与环境可持续性至关重要。此外,将反溶剂策略扩展至甲醇浸泡法用于大面积制备,获得了17.23%的组件效率纪录,是目前活性面积超过10.0cm的OSC组件中性能最优的之一。文章亮点:创新反溶剂策略突破效率瓶颈:通过甲醇作为环保抗溶剂,精准调控材料沉淀过程,将分子聚集时间从3.4秒缩短至0.5秒,实现优化的相分离形貌,器件效率提升至20.51%,创无卤溶剂OSCs新纪录。
在无机空穴传输材料上沉积的钙钛矿薄膜质量长期以来限制了相应器件的性能。基于CuCoO的冠军器件实现了26.70%和25.07%的高功率转换效率。异相成核与外延生长机制:CuCoO与钙钛矿之间近乎完美的晶格匹配促进了高质量钙钛矿薄膜的形成,显著降低了缺陷密度与残余应变。
实验结果证实,双层钝化策略能够精确调节钙钛矿的能级对齐,降低缺陷密度,并抑制界面非辐射复合。结合AlOx/PDAI2处理的整体钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现了31.6%的光电转换效率,使用的是采用QCELLSQ.ANTUM技术制造的工业硅底电池。基于这一研究方法,研究人员提出了一种针对钙钛矿/硅叠层太阳能电池特定挑战的双层钝化策略。通过利用AlOx和PDAI2的互补优势,双层钝化策略同时解决了能量损失和稳定性的问题,在不影响离子传输动力学的前提下优化了界面特性。
洛桑联邦理工学院、西北大学、多伦多大学、考纳斯理工大学和横滨东荫大学的研究人员最近实现了全无机钙钛矿太阳能电池有史以来最高的效率之一。这一过程使钙钛矿表面更能抵抗温度、湿度和其他环境条件,从而延长器件的使用寿命。无机钙钛矿太阳能电池可以通过使用二维/三维钙钛矿异质结构的表面钝化而受益。这一方法提高了无机钙钛矿太阳能电池和组件的效率,同时确保其在高温下的稳定运行。
结论展望本研究通过设计具有聚集增强发光特性的高发光聚合物给体PINTSO-F,并将其作为第三组分精准定位至给体-受体界面,成功实现了对有机太阳能电池非辐射复合的有效抑制和电荷动力学的协同优化,最终获得了效率超过20%、非辐射电压损失低至0.192V的高性能器件。
华北电力大学研究人员通过一项名为"碱增强反溶剂水解"的创新策略,将钙钛矿量子点太阳能电池的认证效率提升至18.3%,创造了该类电池的最高世界纪录。这项发表于《自然通讯》的研究,不仅刷新了效率数字,更攻克了长期困扰量子点太阳能电池发展的表面配体交换不充分的核心技术难题。这项创新不仅刷新了效率纪录,更重要的是开辟了钙钛矿量子点表面调控的新路径。
针对这个关键的挑战,宁波大学徐华与浙大宁波理工学院王维燕研究团队针对ST-PeSCs中常见的性能损失问题,创新性地引入了原子层沉积技术,构建了高质量的氧化锡电子传输层。采用该致密ALDSnO层构建的半透明钙钛矿电池有效减轻了溅射损伤并改善了界面特性,其初始光电转换效率从19.37%提升至19.99%,相对提高3.2%。基于该技术的钙钛矿/硅叠层太阳能电池效率达28.77%。此外,具有致密ALDSnO层的半透明电池展现出增强的湿热稳定性。
此外,锂螯合作用固定了水分子,减缓了湿气侵入。结构优化与性能提升:Li螯合使π–π堆积距离缩短,聚合物结晶度提高,空穴迁移率显著增强,器件效率从11.8%提升至13.7%。
虽然已知脒类配体能显著增强钙钛矿太阳能电池中的缺陷钝化作用,但其通过协同调控阳离子-阴离子分布来改善钙钛矿薄膜均匀性的作用尚未被探索。采用真空闪蒸辅助溶液法制备的PBD钝化薄膜,其优化后的均匀性使器件实现了26.66%的光电转换效率。该效率值位列目前已报道的钙钛矿太阳能电池最高效率之一。我们的研究结果表明,实现均匀的阳离子-阴离子分布对于设计有效钝化剂至关重要,从而同时提升PSCs的光电转换效率和运行稳定性。
倒置钙钛矿太阳能电池因钙钛矿表面及功能层间的非辐射复合而面临性能限制。两者协同使钙钛矿准费米能级分裂均质提升约100mV。基于此,两端钙钛矿-硅叠层电池在1cm器件上实现认证开路电压2V,效率超过31%。该钝化策略具备良好扩展性,60cm活性面积的均质钝化器件获得认证效率28.9%。叠层器件高性能与稳定性兼顾:1cm钙钛矿-硅叠层电池认证效率达31.6%,开路电压突破2V,并在暗态氮气环境中展现良好稳定性,为大面积产业化提供可靠路径。