电池太阳能

近日，东南大学电子科学与工程学院李崇文教授团队在钙钛矿/硅叠层太阳能电池方面取得重要进展。本文香港理工大学杨光、李刚联合东南大学李崇文、北卡罗来纳大学教堂山分校黄劲松等科学家综述了钙钛矿/硅叠层太阳能电池的最新研究进展，重点关注效率、稳定性和规模化三大关键领域，并对未来发展方向和商业化前景进行了展望。文章亮点效率突破与损失机制：钙钛矿/硅叠层太阳能电池的经认证的实验室效率超过34%。

此次设计的新型钙钛矿光伏器件，在室内光照条件下，能量转换效率达到商用同类产品6倍左右，同时展现出优异的耐久性，预计使用寿命可超过5年，远超此前多数实验室原型仅能维持数周或数月的表现。实验结果显示，该电池在1000勒克斯照度的室内光下，实现了37.6%的光电转换效率，创下带隙为1.75eV的钙钛矿太阳能电池在室内光照条件下的世界纪录。

这种分子杂化桥接策略的实施使倒置钙钛矿太阳能电池实现了26.64%的功率转换效率，跻身该器件架构报告的最高效率之列。通过解决埋藏的钙钛矿/ITO接触的长期限制，该研究为钙钛矿太阳能电池的开发提供了重大进展，该电池将高效率与长期耐久性相结合，从而加速了其向实用光伏技术的潜在过渡。

近日，欧盟PEARL项目在为期三年执行周期的第18个月所披露的最新研究成果显示，其联盟在推进“研发带有碳电极的柔性钙钛矿太阳能电池”这一既定目标进程中，已取得阶段性进展。当前，研究人员现在已经在柔性PET基板上制造了效率超过21%的太阳能电池。从生产废物中回收铅和铯的协议进一步推动了PEARL向循环制造模式发展。

出乎意料的是，4F-BA形成了高性能的3D/2D异质结，而4TF-BA则在钙钛矿表面形成了非晶层。研究结果表明，4F-BA具有更平衡的分子内电荷极化，有利于形成有效的氢键，从而促进结晶性2D钙钛矿的形成。而基于4F-BA的器件效率超过25%，并在多种存储条件下表现出更长的寿命。结晶2D层大幅提升稳定性：基于4F-BA的3D/2D器件在高温、高湿环境下表现出卓越的长期稳定性，远超非晶钝化层和对照组。

调控自组装单分子层/钙钛矿界面是提升p-i-n结构钙钛矿太阳能电池空穴提取能力的有效策略。然而，共SAM策略面临锚定位点竞争的问题，可能干扰原有SAM的功能。FPA中的多重活性位点不仅可弥补SAM的锚定缺陷，还能通过配位键和氢键有效钝化钙钛矿埋底界面缺陷，从而显著抑制深、浅能级缺陷。该研究为调控SAM/钙钛矿界面以提升电荷提取效率和环境稳定性提供了重要思路。

近日，印度WebsolEnergySystem公司董事会批准了一项总投资300亿卢比的分阶段光伏扩展计划，通过一家全资子公司将其制造能力扩大至4GW电池和4GW组件，以应对印度国内对太阳能发电迅速增长的需求。WebsolEnergySystem目前在西孟加拉邦法尔塔已拥有600MW电池生产线及550MW组件生产线，这些现有产能通过内部应计项目、优先发行普通股以及金融机构贷款进行融资，且当前电池生产线有效利用率达90%。

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。同时，这种不平坦的表面使得钙钛矿层难以顺利应用。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。

澳大利亚石墨烯供应商FirstGraphene报告称，在钙钛矿太阳能电池中添加其功能化石墨烯产品后，效率提高了近两倍，生产成本降低了80%。FirstGraphene在一份公告中表示，通过添加其PureGraph产品，Halocell的PSC效率几乎翻了一番，达到30.6%，同时生产成本降低了80%。FirstGraphene去年年底签署了一项为期两年的协议，向总部位于WaggaWagga的Halocell提供PureGraph，用作其电池中的高性能涂层，声称此举为Halocell带来了市场优势。

结论展望本研究通过分子工程策略，成功开发出基于萘酰亚胺的高效电子选择性自组装单分子层，实现了20.64%的认证效率，为无氧化物电子传输层设立了新标杆。该工作不仅深化了对SAMs结构与性能关系的理解，也为钙钛矿太阳能电池的低成本、可扩展界面工程提供了明确的设计原则与技术路径。