屋顶太阳能电池板通常由晶体硅制成,其光电转换效率约为 25%。金属卤化物钙钛矿作为一类半导体材料,被认为是极具潜力的下一代太阳能电池材料,有望实现单晶硅电池难以企及的转换效率。采用钙钛矿制备叠层太阳能电池是一种前景尤为广阔的技术路径,这类电池的核心设计是将多种不同的光活性材料进行分层堆叠。
近日,中国科研团队在钙钛矿/硅叠层太阳能电池领域取得重大突破,提出一种创新的“空间位阻互补协同策略”(SCSS),成功制备出认证效率高达32.12% 的叠层电池,在稳定性方面表现尤为出色——持续光照1000小时后仍保持80.5% 的初始效率。这一成果为解决钙钛矿/硅叠层电池界面复合与稳定性难题提供了全新思路。
柔性全钙钛矿叠层太阳能电池(TSCs)因其轻质特性在便携式与航空航天领域极具潜力,但其性能受限于窄带隙(NBG)子电池的界面损失,尤其是聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)引起的界面问题。
记者12月10日从青海省人民政府新闻办公室召开的“‘十四五’发展成就”系列新闻发布会青海省科技厅专场获悉,“十四五”期间,该省累计安排省级财政科技专项经费25亿元,组织实施各类省级科技计划项目2000余项,多项关键核心技术攻关取得突破。
为此,我们提出了一种晶界能带反转策略,采用二丁基二硫代氨基甲酸铅作为界面钝化剂,同时实现了对1.68eV宽带隙钙钛矿薄膜的缺陷钝化以及晶界与晶粒间能带弯曲方向的反转。结合对空位缺陷的钝化作用,基于该策略的倒置结构器件实现了22.2%的功率转换效率,是目前空气中制备的1.68eV宽带隙钙钛矿电池中最高效率之一。本研究通过晶界能带反转策略,成功实现了高效率与环境制备的兼容性,推动了钙钛矿光伏技术的产业化进程。
柔性钙钛矿太阳能模块是当前可再生能源技术中的关键创新,为实现可持续高效能源解决方案提供了路径。通过用易获得的SWCNT替代稀缺且昂贵的ITO,这项工作强调了SWCNT在提升柔性太阳能技术可持续性与可扩展性方面的潜力。研究亮点:效率突破:采用硫酸处理的单壁碳纳米管作为窗口电极,实现了刚性钙钛矿电池24.5%、柔性电池23%以及柔性模块超过20%的转换效率,创下了无ITO柔性钙钛矿太阳能模块的效率纪录。
单片钙钛矿/CuSe串联太阳能电池在串联构型中具有独特优势,包括理想的带隙配对、全薄膜结构、优异的抗辐射能力和出色的稳定性。这项工作使单片钙钛矿/CIGS串联电池与领先的钙钛矿/硅和钙钛矿/钙钛矿技术相媲美,为下一代光伏技术提供了可扩展、多功能的框架。研究亮点:效率突破:研制出效率超过30%的单片钙钛矿/CIGS串联太阳能电池,创造了该体系的新纪录,显著缩小了与钙钛矿/硅串联电池的效率差距。
为此,作者提出了一种晶界能带反转策略,采用二丁基二硫代氨基甲酸铅作为界面钝化剂,同时实现了对1.68eV宽带隙钙钛矿薄膜的缺陷钝化以及晶界与晶粒间能带弯曲方向的反转。本研究通过晶界能带反转策略,成功实现了高效率与环境制备的兼容性,推动了钙钛矿光伏技术的产业化进程。第一性原理计算与系统表征进一步证实,PbDBuDTC的官能团可有效钝化钙钛矿晶格中的空位缺陷,抑制非辐射复合。
SnO纳米颗粒溶液是目前制备高效溶液法钙钛矿太阳能电池中电子传输层的重要浆料。本文南京工业大学晁凌锋、夏英东和陈永华等人报道了一种磷酸盐缓冲合成策略,可有效稳定SnO胶体。基于此,钙钛矿太阳能电池实现了26.40%的高能量转换效率,并表现出优异的工作稳定性。精准调控表面化学状态,优化器件性能在弱碱性缓冲条件下,SnO薄膜表面羟基与氧空位达到平衡态,促进电荷提取、降低界面复合,最终使钙钛矿太阳能电池效率提升至26.40%。
富勒烯基电子传输层常用于锡基钙钛矿太阳能电池以实现高功率转换效率,但其存在成本高、合成复杂、电子迁移率低以及与钙钛矿相互作用有限等问题。该研究展示了非富勒烯ETL在锡基钙钛矿光伏中的潜力。研究亮点:高效率与大尺寸兼备:采用非富勒烯ETL材料P3,实现了小面积16.06%和大面积14.67%的高效率,且均通过第三方认证,为锡基钙钛矿太阳能电池的大面积化提供了可行路径。