阻碍钙钛矿太阳能电池的持续挑战之一在于其空穴传输层的制备方式。结果是双重好处—精确掺杂的有机半导体和消除破坏稳定性的移动锂离子。当集成到钙钛矿太阳能电池中时,其结果令人印象深刻。通过简化掺杂工艺,同时解决锂离子迁移问题,电解掺杂既能提供更高的性能,又能提供更高的可靠性。它代表着钙钛矿太阳能电池不仅在实验室中创下记录,而且足够实用和稳定,适合实际部署的重大进步。
研究人员制作的钙钛矿硅串联太阳能电池的图像。为了突破这一天花板,科学家们正在探索钙钛矿硅叠层太阳能电池,它们结合了钙钛矿顶层和硅底层,可以捕获更广泛的阳光并有望获得更高的性能。他们表明,钙钛矿顶部电池的表面钝化可以在纹理硅上进行,这种类型已经用于大规模生产。钝化在钙钛矿中的工作方式不同研究人员还揭示了钝化在不同材料之间的行为方式的差异。在钙钛矿中,它会影响整个吸收层。
论文概览深圳技术大学王宇飞与张光烨团队以及陈义旺教授通过热基板工艺调控顺序沉积活性层的热力学过程,显著提升了D18/Y系列受体基二元有机太阳能电池的性能与稳定性。深入精读图1:热成像与工艺对比实时热成像显示HS工艺将热调制时间延长至30秒以上,显著高于传统热溶液法(1秒)。图5:普适性与稳定性在2PACZ为空穴传输层时,D18/L8-BO体系效率达20.64%。MPPT测试显示HS器件270小时后仍保持90%效率,优于对照组(85%)。
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。
多官能团协同钝化技术实现 25.33% 效率与 1500h 长效稳定
甲脒碘化铅钙钛矿量子点因其优异的光电性能和溶液可加工性,在新一代光伏应用中展现出巨大潜力。最终,FAPbIPQDSCs实现了高达19.14%的功率转换效率,为目前该类型电池的最高效率。创纪录器件效率:CSME处理的FAPbIPQDSCs实现19.14%的效率,是目前该类型电池的最高值,同时器件表现出更低的迟滞效应和更高的稳定性。
钙钛矿薄膜中不可控的结晶过程会产生大量缺陷,尤其是顶部和底部界面处的缺陷,导致界面复合,严重损害器件效率与长期稳定性。
论文概览针对钙钛矿太阳能电池晶界缺陷导致稳定性不足及铅泄漏风险的双重挑战,重庆大学研究团队创新性地开发了N,N'-双丙烯酰胱胺原位聚合策略。该研究以"Molecularpolymerizationstrategyforstableperovskitesolarcellswithlowleadleakage"为题发表于《ScienceAdvances》。结论展望本研究通过BAC原位聚合策略,同步实现了钙钛矿太阳能电池效率提升、稳定性增强与铅泄漏抑制的三重目标。这项研究为高效、稳定又环保的钙钛矿电池商业化扫清核心障碍,未来清洁能源普及再添强动力。
论文概览针对有机太阳能电池中活性层形貌调控与电荷传输性能难以协同优化的问题,该研究创新性地引入p型棒状液晶有机半导体Ph-BTBT-10作为多功能添加剂,应用于D18:L8-BO基二元体系。优化后的器件实现了20.3%的转换效率,短路电流密度提升至27.28mAcm-2,填充因子高达80.5%。结论展望该团队通过引入p型液晶半导体Ph-BTBT-10作为多功能添加剂,成功实现了活性层形貌与电荷动力学的协同优化,在D18:L8-BO二元体系中获得了20.3%的高效率。
针对有机太阳能电池(OSCs)中非辐射复合损失(ΔEnon-rad)严重制约开路电压(VOC)和效率提升的关键问题,该团队创新性地提出烷氧基取代第三组分受体OBO-4F,并将其引入高效D18/L8-BO二元体系中构建“稀释三元”器件。