电场方向反转增强提取:PMEAI诱导界面电场从C指向钙钛矿,显著加速电子提取并抑制复合,突破传统钝化层对电流与填充因子的限制。高效与高稳兼备:器件效率达26.7%,认证25.84%,兼具优异热稳定性与抗离子迁移能力,推动倒置钙钛矿电池向商业化迈进。
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。
图3单结钙钛矿太阳能电池的光伏性能和稳定性4.4T钙钛矿/硅叠层太阳能电池的光伏性能和户外稳定性随后,将基于此策略制备的半透明钙钛矿太阳能电池与硅电池结合在一起构成四端叠层电池,作者实现了33.4%的效率,这是迄今为止报道的4T钙钛矿/硅叠层太阳能电池的最高效率。
在低温加工下的碳基钙钛矿太阳能电池因其增强的稳定性和经济高效性而受到关注。然而,这些优点往往被器件性能下降所抵消,主要原因是空穴传输层与碳电极之间的电荷传输效率低。箭头表示空穴传输的方向。有机–无机杂化钙钛矿太阳能电池在过去十年中其光电转换效率经历了显著提升,从3.8%上升至27.0%。此外,Spiro-OMeTAD与碳电极之间的接触不良限制了界面电荷转移,导致器件性能下降。
钙钛矿薄膜中卤素分布的空间不均匀性是当前限制太阳能电池转换效率和稳定性的关键因素。引入碱金属草酸盐可有效均匀化氯分布。最终实现了认证稳态效率27.2%的钙钛矿太阳能电池,并在1Sun持续最大功率点跟踪1529小时后仍保持初始效率的86.3%。研究亮点:效率突破27%大关:通过均匀化垂直氯分布策略,实现认证稳态效率27.2%,是当前钙钛矿太阳能电池领域的最高性能之一。
宽带隙钙钛矿太阳能电池因吸收层结晶质量差导致严重的开路电压损失,限制了其效率提升。本研究中南大学曾强和刘芳洋等人在关键原料甲脒碘合成过程中同步合成了一种新型配合物——次磷酸甲脒,发现其可促进钙钛矿结晶。相应冠军器件实现了23.26%的效率和1.26V的开路电压。未封装器件在空气中储存1400小时后仍保持80%以上的初始效率。
华南理工大学段春晖团队联合西湖大学、上海大学等多单位,提出了一种面向“太阳能窗”应用的可规模化聚合物给体PPT-3。技术亮点1.可规模化合成:采用无锡DArP法,成功将PPT-3合成规模从毫克放大至20克,产量80%,材料成本仅6.1USD/g。结论展望本研究通过理性分子设计与绿色合成路径,成功开发出可规模化聚合物给体PPT-3,实现了18%的高效有机太阳能电池与120cm、AVT40%、PCE=6.69%的半透明组件,首次在材料合成、器件性能与制造成本之间实现了高效平衡。
宽带隙钙钛矿太阳能电池因吸收层结晶质量差导致严重的开路电压损失,限制了其效率提升。本研究中南大学曾强和刘芳洋等人在关键原料甲脒碘合成过程中同步合成了一种新型配合物——次磷酸甲脒,发现其可促进钙钛矿结晶。相应冠军器件实现了23.26%的效率和1.26V的开路电压。未封装器件在空气中储存1400小时后仍保持80%以上的初始效率。
低温制备的碳基钙钛矿太阳能电池因其稳定性高和成本低而受到关注,但其性能受限于空穴传输层与碳电极之间的低效电荷传输。本研究香港城市大学朱宗龙、大连理工大学王宇迪和史彦涛等人提出使用羧基功能化氧化石墨烯作为Spiro-OMeTAD的掺杂剂,实现了无需氧气激活的p型掺杂,促进了界面电荷转移并固定了锂离子,从而同时提升了器件性能与稳定性。
韩国科学技术院PhillipLee,HeesukJung团队,与汉阳大学MinJaeKo团队合作通过采用一种通过简易工艺合成的非离子型二元化合物——N,N-二甲基苯磺酰胺作为缺陷钝化材料。此外,其较低亲核性可避免与FA发生副反应,显著延缓钙钛矿降解。形态学分析进一步证实,DMBSA能完全抑制PEA钝化样品中出现的热致空洞现象。相反,DMBSA钝化薄膜形成了热稳定的Ruddlesden-Popper类二维钙钛矿结构,其三维和二维钙钛矿衍射峰在热暴露后均得到完好保持。