本文苏州大学杨阵海和北京理工大学姜岩等人系统综述了建模在PSCs发展中的关键作用,聚焦五大领域:光学管理、电学过程、热效应、机械应力以及能量产出。文章亮点多物理场协同仿真:文章首次系统整合光学、电学、热学、应力与能量产出五大仿真模块,构建全面评估PSCs性能与稳定性的仿真框架。实际环境能量产出预测:提出基于真实气候数据的能量产出模型,显著提升了对钙钛矿光伏在实际运行条件下性能预测的准确性。
随着全球对清洁能源需求的不断增长,太阳能作为一种可再生、无污染的能源受到了广泛关注。钙钛矿/硅叠层太阳能电池因其兼具高效率和低成本的潜力,成为了光伏领域的研究热点。传统单结硅太阳能电池虽然技术成熟,但其理论效率极限约为29%,难以满足日益增长的能源需求。而钙钛矿材料具有优异的光电性能,如高吸光系数、长载流子扩散长度等,将其与硅电池结合,有望突破单结电池的效率瓶颈。
9月11日,在京东方的业绩说明会上,相关高管就京东方布局钙钛矿光伏进行回应。目前1.2米、2.4米中试线的效率稳定性已经通过了ITC的认证,"我们现在可以比较自信地说,钙钛矿光伏的寿命稳定性已经不是大问题了,基本上是有保障的。在京东方全球创新伙伴大会展区,京东方展出了2.4*1.2米大尺寸钙钛矿-晶硅4T叠层组件及标准钙钛矿光伏组件。
IMEC、哈瑟尔特大学与根特大学的研究人员,针对宽禁带钙钛矿太阳能电池在实际应用条件下的稳定性难题展开研究。研究结果强调,钙钛矿的稳定性并不是一个普遍的特征,而是在很大程度上取决于所施加的应力类型。通过绘制宽能隙钙钛矿的主要降解途径,这项研究代表了迈向稳定、可扩展和商业上可行的叠层钙钛矿太阳能技术道路上的一个重要里程碑。
金属卤化物钙钛矿太阳能电池在单结和多结器件中达到了具有竞争力的光电转换效率。加强对缺陷在金属卤化物钙钛矿不稳定性中的作用研究促使起草了一项关于测试程序的共识以研究钙钛矿太阳能器件的稳定性。其中包括验证光浸泡和电场下的离子迁移或卤化物特征的可逆降解等现象钙钛矿半导体。在报告实际初始PCE的研究中,用于稳定性测试的器件通常表现出低于性能最佳器件的效率。
结论展望本研究通过表面硫化构建Pb-S键异质结,首次实现倒置钙钛矿电池效率突破24%,同时解决长期困扰的界面稳定性与离子迁移问题。该创新不仅验证了“强化学键合-能级调控-晶格匹配”的协同机制,还为钙钛矿界面工程提供新思路——通过构建稳定无机-有机杂化界面,平衡效率与稳定性。这项研究为高效、稳定又环保的钙钛矿电池商业化扫清核心障碍,未来清洁能源普及再添强动力。
科学家最新发现,采用1,3-二氨基丙烷二氢碘化物均匀涂覆钙钛矿层表面,可将钙钛矿硅叠层电池的转换效率提升至33.1%,并延长器件的户外长期稳定性。然而,在这种大型金字塔绒面上制备钙钛矿叠层需克服一系列困难,因此吸引了众多研究团队参与攻关。此次的钙钛矿表面钝化方案,是该领域的最新突破。该研究团队还发现,钙钛矿表面钝化可提升整个钙钛矿层的电导率,进而提高叠层电池的填充因子。
在无预沉积空穴传输层的钙钛矿太阳能电池中,利用自组装分子建立低阻钙钛矿/ITO接触对实现高效空穴传输至关重要。ATAA的小分子尺寸和与DMAcPA的分子间相互作用,使其能均匀分散于大尺寸DMAcPA之间,促进致密分子排列,有效抑制聚集,提升空穴传输效率。实现高效率与高稳定性:倒置PSCs效率高达26.64%,并在1000小时连续光照下保持98.5%的初始效率,显著提升器件稳定性。
阻碍钙钛矿太阳能电池的持续挑战之一在于其空穴传输层的制备方式。结果是双重好处—精确掺杂的有机半导体和消除破坏稳定性的移动锂离子。当集成到钙钛矿太阳能电池中时,其结果令人印象深刻。通过简化掺杂工艺,同时解决锂离子迁移问题,电解掺杂既能提供更高的性能,又能提供更高的可靠性。它代表着钙钛矿太阳能电池不仅在实验室中创下记录,而且足够实用和稳定,适合实际部署的重大进步。
Spiro-OMeTAD因其能级匹配良好和界面兼容性优异,一直是高效钙钛矿太阳能电池中的基准空穴传输材料。本综述韩国化学技术研究院NamJoongJeon和蔚山国立科学技术院DongSukKim等人从机理角度系统阐述了Spiro-OMeTAD基空穴传输层中掺杂剂诱导的不稳定性,揭示了其在工作应力下性能损失的物理化学根源。兼顾高效与稳定:通过分子设计与掺杂工程,实现了Spiro-OMeTAD基器件在26%以上效率的同时,具备长达1000小时以上的操作稳定性,推动其商业化进程。