研究亮点1、提出NiO/2PACz双空穴传输层结构,有效调控能级对齐并提升界面稳定性,实现超柔性钙钛矿电池20.3%的效率,为目前同类器件最高水平。
在本研究中,中国科学院物理研究所石将建、李冬梅和孟庆波等人通过掺杂镁,在CZTSSe表面引入了额外的空位缺陷,从而降低了原子互换的能垒。这种空位辅助的方法增强了Cu-Zn有序化的动力学过程,进而减少了器件中的电荷损失。显著抑制缺陷与电荷损失:该策略使材料表面的Cu-Zn有序度大幅提升。效率突破与大面积器件验证:该工作获得了14.9%的认证效率,是当前CZTSSe太阳能电池领域的最高效率之一,证明了该策略的有效性。
不对称设计已成为提升有机太阳能电池中非富勒烯受体性能的有效策略。最终,基于纯手性双面IE4F的OSC实现了8.17%的能量转换效率,是meso-IE4F的三倍以上。本研究揭示了NFA异构化的重要性,并为同手性不对称NFA提供了新的分子设计策略。研究亮点:首次在有机太阳能电池体异质结中实现CISS效应手性双面NFA在纯膜和BHJ中分别实现高达~70%和~50%的自旋极化率,为OSC中自旋调控开辟新路径。
论文提出以生物质衍生的绿色溶剂γ- 戊内酯(GVL)为钙钛矿前驱体溶剂、乙酸正丁酯(BAc)为反溶剂,解决了传统有毒溶剂(DMF/DMSO)的环境危害与前驱体不稳定问题;GVL 基 FAPbI₃前驱体墨水可稳定储存一年,结合三丁基甲基碘化铵(TBMAI)形成的一维钙钛矿类似物(perovskitoid)钝化缺陷,最终小面积钙钛矿太阳能电池(PSCs)功率转换效率(PCE)达25.09%,12.25 cm²迷你模组经认证效率20.23%,为PSCs 规模化绿色制备提供关键方案。
一项发表于《自然》杂志的研究,通过创新的“双缓冲层”设计,成功制备出效率高达33.4%、可反复弯折4.3万次的柔性叠层太阳能电池,为可穿戴能源、建筑一体化光伏等领域带来革命性突破。
经过十余年的快速发展,其光电转换效率已从最初的3.8%提升至超过26%,逼近单晶硅太阳能电池水平,但与理论极限效率仍存在一定差距。实现高效率钙钛矿太阳能电池的关键要素之一是制备高质量钙钛矿半导体薄膜。基于所开发的氯元素均匀分布的钙钛矿薄膜,团队研制出经多家权威机构认证、光电转换效率为27.2%的钙钛矿太阳能电池原型器件。
钙钛矿太阳能电池是一种有前景的薄膜光伏器件,可实现高达27.3%的功率转换效率。由氧化镍和Me-4PACz组成的空穴传输层在这些器件中被广泛使用。此外,它们还可以用于与其他太阳能电池制备叠层电池。空穴传输层对PSCs极为重要,HTL自身的性能与稳定性具有重要意义。NiOx具有高透光率,其纳米颗粒稳定性优良。同时,使用NiOx的PSC仅保持初始PCE的62.9%。
钙钛矿太阳能电池的表面钝化虽可提升器件效率,但界面功能不完整仍对长期可靠性构成挑战。研究发现,SHF功能化的钙钛矿表面促进形成均匀致密的C层,有效阻隔离子扩散并稳定器件结构。基于该策略的p-i-n结构钙钛矿太阳能电池实现了27.02%的光电转换效率,1cm活性面积的器件效率也达25.95%。极端工况下近乎零衰减的稳定性:连续光照1200小时效率无衰减,高温与热循环下仍保持92%~94%初始效率,具备强工业适用性。
本研究针对钙钛矿/硅叠层太阳能电池的填充因子瓶颈,中国科学院新疆理化技术研究所刘家凯、中国科学院上海微系统所刘正新、刘文柱和张丽萍等人提出基于双梯度钨掺杂氧化铟中间层的创新方案。实验采用反应等离子体沉积技术,通过精确调控氧氩流量比,成功制备出具有梯度功函数的双IWO中间层。进一步优化IWO表面化学,增强了与MeO-4PACz空穴传输层的锚定作用,使钙钛矿层结晶质量显著提升,最终实现31.91%的认证效率。
鉴于此,山东大学殷航教授、郝晓涛教授、张茂杰教授和北航孙艳明教授等人近期在期刊《NatureCommunications》发文,题为“Criticallengthscreeningenables19%efficiencyinthick-filmorganicsolarcells”。研究提出了一种实验方案,将“临界长度”确定为决定厚膜有机太阳能电池性能的关键因素。创新点:1.提出“临界长度”作为厚膜有机太阳能电池受体的筛选指标,综合考量零场迁移率、跳跃频率与场依赖性,突破传统单一迁移率筛选的局限性。