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。
论文总览针对倒置PSCs中自组装分子在氧化铟锡界面上吸附构型难以精确调控的瓶颈问题,河大申楠/陈石、港城大曲歌平/AlexK.-Y.Jen等人创新性地提出了通过精控共组装策略实现SAM取向调控的新方法。研究以Ph-4PACz为主体SAM,引入BCA与BSCA作为共组装分子,利用理论模拟与实验验证相结合,系统揭示了共组装分子对Ph-4PACz取向、薄膜均匀性、能级排列及界面质量的影响机制。图e的XPS显示In3d峰蓝移,证实锚定。
在连接顶層与中间钙钛矿结时,我们优化了沉积在原子层沉积氧化锡上的金纳米颗粒尺寸,以实现最佳欧姆接触并最小化光学损失。应用上述策略后,1cm三结电池实现了第三方验证的反向扫描功率转换效率27.06%,开路电压达3.16V。放大至16cm器件,其认证稳态效率为23.3%。通过去除甲铵并在钙钛矿体中引入铷以及使用哌嗪-1,4-二氯化物表面层,器件寿命也得到提升。封装的1cm电池在最大功率点持续运行407小时后仍保持95%的初始效率,并通过了IEC61215热循环测试。
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%。
喷墨打印为制备钙钛矿量子点发光二极管提供了一种可扩展、成本效益高的途径,尤其适用于高分辨率显示应用。然而,钙钛矿量子点墨水的印刷性能差和稳定性有限等问题阻碍了其广泛应用。利用这些协同效应,采用BD1的Pe-QLEDs实现了创纪录的高外量子效率21.73%,峰值亮度30,637.82cdm,并延长了工作寿命。该添加剂工程策略还在红、蓝光Pe-QLEDs中展现出通用性,突显其广泛适用性。创纪录器件效率:喷墨打印绿光Pe-QLED实现21.73%的EQE与30637cdm的亮度,为当前报道最高值。
最终,基于此的有机太阳能电池在使用ZnO基ETL的器件中实现了20.1%的纪录效率,并具备优异的厚度容忍度和操作稳定性。实现传统结构OSC效率突破:刚性器件效率达20.1%,柔性器件达19.1%,均为ZnO基ETL器件的最高纪录。具备优异厚度容忍度与稳定性:ZnO-DIB器件在10–35nm厚度范围内效率波动5%,并在连续光照下保持超过80%的初始效率。
最终,基于此的有机太阳能电池在使用ZnO基ETL的器件中实现了20.1%的纪录效率,并具备优异的厚度容忍度和操作稳定性。实现传统结构OSC效率突破:刚性器件效率达20.1%,柔性器件达19.1%,均为ZnO基ETL器件的最高纪录。具备优异厚度容忍度与稳定性:ZnO-DIB器件在10–35nm厚度范围内效率波动5%,并在连续光照下保持超过80%的初始效率。
本文南开大学陈永胜、阚斌、姚朝阳等人构建了一种不对称受体分子CHFN,以平衡分子骨架中端基与中心单元的有效堆积面积或堆积强度。本研究凸显了端基与中心单元堆积平衡在实现高效OSCs中的重要意义。文章亮点:不对称设计优化分子堆积:通过将对称受体中的一个端基替换为更大共轭的NC-2F单元,构建不对称受体CHFN,有效平衡了端基与中心单元的堆积强度,提升结晶性与膜态形貌。
近日,经国家光伏产业计量测试中心认证,仁烁光能研发的30cm*40cm尺寸钙钛矿柔性组件稳态效率达20.84%,是目前国际同尺寸钙钛矿组件中稳态效率的最高纪录,1.2*0.6㎡量产商用柔性组件效率也超过18%。效率突破推动商业化提速大面积柔性钙钛矿效率突破是产业化进程的关键转折点。从实验室效率突破到产业化应用拓展,钙钛矿技术正迎来历史性发展机遇。