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。
通常使用自组装分子来解决上述问题,然而,与NiO和钙钛矿之间不协调的双侧键强度阻碍了高效稳定PSCs的实现。文章亮点提出“双侧键强度平衡”新策略:通过分子设计使BTSA分子与NiO和钙钛矿两侧形成均衡的键合强度,有效钝化界面缺陷、抑制有害化学反应,并优化能级对齐,显著提升界面稳定性。
图c的等温转化图通过Johnson-Mehl-Avrami方程拟合,定量提取的速率常数k值依次减小,证实层状钙钛矿的掺入显著降低了立方相的成核和/或生长速率。结论展望本研究通过层状钙钛矿模板诱导的固相异质外延策略,突破了FAPbI相转变动力学难调控与传统外延衬底依赖的瓶颈,实现了高质量α-FAPbI薄膜的低成本、可规模化制备。
空穴选择性自组装单分子层在将反式钙钛矿太阳能电池的认证功率转换效率提高到26.7%方面发挥了关键作用。鉴于此,香港城市大学AlexK.-Y.Jen,中国科学院深圳先进技术研究院张杰,岭南大学吳聖釩,吉林大学蒋青团队在期刊《Nature》发文“Toughenedself-assembledmonolayersfordurableperovskitesolarcells”采用可交联的co-SAM来增强空穴选择性SAM对抗外部应力的构象稳定性,同时抑制自组装过程中SAM中缺陷和空隙的形成。
钙钛矿/钙钛矿/硅三结太阳能电池在低成本下具有高功率输出的潜力,但其发展受限于钙钛矿的相不稳定性,影响了器件的可重复性和性能。最终,钙钛矿/钙钛矿/硅三结太阳能电池在1cm孔径面积上实现了28.7%的效率,并大幅提高了制备的可重复性。三结器件效率与稳定性突破:基于3A修饰的钙钛矿,三结叠层电池效率达28.7%,未封装器件在连续光照800小时后仍保持85%初始效率,为商业化多结光伏奠定基础。
文章概述为了在纳米纹理硅基底上制备厚度为1微米的高质量宽带隙钙钛矿薄膜,本文根据密度泛函理论和布朗斯特酸碱化学的原理设计了一种两性共平面共轭分子。ACCM中各官能团之间的诱导效应使其能够以多种形式存在。最终,钙钛矿/硅TSCs实现了31.57%效率。创新点分析1.结合DFT计算和布朗斯特酸碱理论,理性设计并合成了一种两性共面共轭分子。
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。
IMDEANanoscience(马德里)、EPFL、蔚山科技大学和其他合作者的研究人员最近开发了一种钙钛矿太阳能电池,其认证效率为25.2%,接近目前26.7%的世界纪录。还制造了一个25平方厘米的微型模块,在1,100小时后仍有22.1%的效率,保持了85%以上的初始性能—对于放大的钙钛矿器件来说,这是一个令人印象深刻的结果。这标志着向商业化迈出了一步,因为新材料克服了长期存在的效率损失和不稳定性等问题,这些问题限制了钙钛矿的部署。
溶液法制备的钙钛矿太阳能电池具有大规模生产的巨大潜力,但制备大面积高结晶度的钙钛矿薄膜仍是一个主要挑战。功能性氟基团与钙钛矿物种的协同配位作用限制了复杂中间相的形成,并促进了具有高结晶度和高相纯度的空间定向钙钛矿薄膜的形成。