基于钙钛矿的器件的最新进展利用了二维和三维钙钛矿的组合来提高稳定性。先前的研究表明,准二维钙钛矿的稳定性较差,在光照下可能转变为三维相,但其潜在机制仍有待研究。近日,南洋理工大学的研究人员表明,暴露在光线下会诱导准2DPEACsnPbnBrn钙钛矿转变为稳定的3DCsPbBr钙钛矿。简单的合成方法,然后进行紫外处理,为稳定和发光的三维钙钛矿提供了一种直接的方法,这在太阳能电池、LED和光电探测器应用中具有前景。
近期,中国科学院上海光学精密机械研究所邵宇川、郑毅帆团队在AdvancedPhotonics发表了题为“Advancingperovskitephotovoltaicsforspace:criticalstabilitytestingguidelines”的研究指南,该指南首次系统梳理了钙钛矿光伏器件在太空环境中面临的核心失效机制,提出了一整套面向空间应用的稳定性测试与评估新框架。
基于NiOx空穴传输层的倒置p-i-n钙钛矿太阳能电池有望用于大规模太阳板生产;然而,与界面相关的能量损失和不稳定性限制了它们的性能。此外,科学家们成功地使用狭缝涂布将PMMA层应用到14平方厘米钙钛矿组件,PCE为19.19%,Voc为6.95V。这些发现凸显了通过超薄PMMA层进行界面工程在提高氧化镍基PSC的性能和稳定性方面的有效性,为其在量产大面积钙钛矿太阳能电池板中的应用铺平了道路。
在钙钛矿吸收层中嵌入无机量子点是同时提高钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的有效策略。本研究日本产业技术综合研究所CalumMcDonald和VladimirSvrcek等人利用飞秒激光表面工程技术将硅量子点处理为高度分散、稳定的超小颗粒,并将其嵌入甲脒铅碘钙钛矿薄膜中。此外,SE-SiQDs还调控了费米能级,使器件填充因子超过80%,能量转换效率突破20%,同时显著提升了长期工作稳定性。
钙钛矿电池的“紫外线之痛”1.钙钛矿太阳能电池因高效、低成本成为光伏领域“潜力股”,但紫外线照射会导致钙钛矿层缺陷增多、电荷传输材料降解,尤其埋底界面的退化严重制约其户外应用。
随着器件老化,二维夹层会以不同的方式演变,从而改变器件的稳定性。在他们最近的研究中,研究人员开发了一种耐用的二维夹层,以提高2D/3D钙钛矿双层异质结构的效率和寿命。在实验中,他们使用了四种基于甲基铵的溶剂,甲铵是一种常用于生产钙钛矿太阳能电池的阳离子。研究人员发现,所有混合溶剂策略都产生了相纯二维钙钛矿。
结合铵盐界面修饰,CsPbI中间层有效抑制了堆叠钙钛矿层之间的离子扩散。基于FAPbI/CsPbI双层结构的器件实现了27.17%的认证反向扫描功率转换效率,并保持了26.62%的稳定功率输出效率。文章亮点晶格匹配实现相互稳定:通过立方相CsPbI覆盖层与黑相FAPbI的晶格匹配,实现两种钙钛矿的相互稳定,显著提升器件热稳定性和光稳定性。高效稳定兼具:器件认证效率达27.17%,并在85°C高温连续光照下保持94.2%的初始效率超过1185小时,为商业化应用奠定基础。
华科/海南大学李雄等人提出了一种利用共蒸发铯碘化铅封层的稳定策略。FAPbI3/CsPbI3双层结构器件的逆向扫描功率转换效率达到了27.17%,并保持了26.62%的稳定功率输出效率。该论文近期以“Mutualstabilizationofhybridandinorganicperovskitesforphotovoltaics”为题发表在顶级期刊eScience上。钙钛矿相变和相互稳定性示意图。图4.器件性能和稳定性分析。基于10个器件的具有不同钙钛矿膜的PSC的PCE的统计。构建了高稳定性的FAPbI3/CsPbI3钙钛矿异质结构,并与钝化剂F-PEAI结合,制备了效率为27.35%的PSCs和效率为25.14%的1cm2器件。
近日,中国科学技术大学肖正国教授带领的研究团队在提高钙钛矿发光二极管寿命方面取得了重要进展。他们提出了一种被称作“弱空间限域”的新方法,制备出了晶体颗粒更大、更耐高温的全无机钙钛矿薄膜,成功将LED亮度提高到116万尼特以上,使用寿命超过18万小时。图1.不同空间限域的钙钛矿为了解决这一难题,肖正国教授团队开发了一种完全不同的“弱空间限域”技术。
蔚山国立科学技术研究所的YangChang-deok教授领导的研究团队最近通过添加一种源自樟树的物质制备了高质量的钙钛矿薄膜。由于没有残留材料,有望提高钙钛矿太阳能电池的使用寿命和效率,并通过简化工艺来降低制造成本。太阳能电池中使用的钙钛矿薄膜制备时,科学家们倾向于寻找大晶体尺寸和均匀排列,以允许电子平稳流动和坚固的结构。添加剂常用来制造这种高质量的薄膜,但如果成膜后仍有残留物,则会导致性能下降。