通过溶液法制备高性能钙钛矿太阳能电池有利于低成本的商业化生产,因此在溶液和固态阶段稳定钙钛矿至关重要。为解决这一问题,研究人员引入了4-苯肼来改性钙钛矿溶液,从而显著提高了其储存稳定性。随后,使用改性后的溶液制备PSCs时,无论钙钛矿溶液老化时间如何,都获得了显著提高且高度一致的光电转换效率,并且具有优异的运行稳定性,能够在1830小时内保持PCE≥92%。这项工作极大地有助于理解和改性钙钛矿在溶液和固态阶段的降解。
钙钛矿材料因其优异的光电特性——如可调的直接带隙和长载流子扩散长度——成为叠层太阳能电池结构中理想的吸收层。在全钙钛矿叠层电池中,宽带隙与窄带隙子电池的集成能够更高效地利用太阳光谱,认证效率已高达30.1%。宽带隙钙钛矿易发生光致相分离和深能级缺陷形成,而窄带隙钙钛矿则易受Sn氧化和异步结晶缺陷的影响。因此,实现耐用的全钙钛矿叠层电池需全面理解影响宽窄带隙吸收层的降解机制。
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。
相态均匀的自组装分子是推动p-i-n型钙钛矿太阳能电池规模化制备的关键路径。然而,在提升SAMs热稳定性的同时实现其相态均匀性仍是一大挑战。飞行时间二次离子质谱与X射线光电子能谱进一步揭示了Ph-BC2PA在热老化条件下优异的形貌稳定性。文章亮点二聚SAMs设计实现高均匀性与强锚定:通过苯基/噻吩基桥联构建二聚SAMs,有效抑制分子聚集,形成均匀致密的空穴传输层,并显著增强在ITO表面的锚定能。
基于这些改进,研究团队成功制备出效率高达28.7%的钙钛矿/钙钛矿/硅三结太阳能电池,器件重复性显著提升。钙钛矿/钙钛矿/硅三结太阳能电池的性能该研究不仅为解决钙钛矿相不稳定这一长期难题提供了创新解决方案,还展示了分子工程在优化钙钛矿材料性能方面的巨大潜力。
解决由残留PbI引起的光不稳定性问题,对于同时实现高功率转换效率和优异稳定性至关重要。使用盐酸胍法辛作为添加剂或界面修饰剂来调控钙钛矿薄膜,将晶界处不稳定的残留PbI转化为稳定的二维钙钛矿,从而抑制钙钛矿薄膜的光分解和离子迁移,稳定晶界。结果表明,采用GUFCI的p-i-n型倒置钙钛矿太阳能电池实现了26.19%的冠军效率,并显著提升了操作稳定性。
金属卤化物钙钛矿因其卓越的光电性能而备受关注。碱金属掺杂策略已被证明能够有效地调节晶粒尺寸、控制结晶动力学,并调整钙钛矿的带隙特性。本研究采用第一性原理计算揭示了碱金属种类的选择及其相应的掺杂方法对CsPbBr3钙钛矿的电子性质和离子迁移动力学有着显著不同的影响。同时,计算表明碱金属间隙占据通过同时扩展扩散路径和加强Br-相互作用来抑制卤化物离子迁移,使钙钛矿晶格中的迁移势垒从0.113eV增加到0.902eV。
采用该方法,PTAA基锡铅钙钛矿太阳能电池实现了22.67%的纪录效率。进一步应用于全钙钛矿叠层电池时,PTAAHTL可实现完全覆盖的中间复合层,最终使叠层器件在模拟太阳光下最大功率点运行500小时后仍保持96%的效率,效率达28.14%。本研究突出了非退火方法的低成本、通用性和环保特性,并为PTAA基全钙钛矿叠层太阳能电池的性能提升提供了重要路径。
钙钛矿/CIGS薄膜叠层太阳能电池为轻量化和低成本光伏技术提供了一种有前景的解决方案。稳定性突破:基于粗糙CIGS的钙钛矿/CIGS叠层电池在未封装条件下实现1123小时的T寿命,是平滑基底器件的2.8倍,且在60°C高温和热循环测试中表现优异。效率与稳定性兼得:叠层器件认证稳定效率达28.02%,是目前报道的最高效率之一,同时兼具卓越的运行稳定性,为推动钙钛矿/CIGS叠层电池商业化提供关键技术路径。
TFBZ修饰的1.67eV和1.79eV无MA宽禁带钙钛矿电池分别实现了22.78%和20.21%的光电转换效率,并表现出优异的操作稳定性。构建的无MA全钙钛矿叠层电池实现了29.01%的认证效率,是目前无MA全钙钛矿叠层电池中的最高记录。