针对钙钛矿太阳能电池(PSCs)埋底界面处载流子传输与非辐射复合损失的关键问题,成都理工大学等单位的研究团队创新性地筛选出一系列二磷酸路易斯碱分子,提出采用N,N-双(二苯基膦)胺(N-DPPM) 作为界面功能分子,调控钙钛矿沿(100)/(200)低米勒指数晶面择优生长。N-DPPM凭借适中烷基链长度(n=1)与多重活性位点,不仅可与欠配位Pb²⁺配位、通过N–H键与FA⁺作用,还能显著提升异质界面能(γ_HI)、降低晶界能(γ_GB),从而平坦化晶界沟槽、减少纳米级物理空隙、释放残余应力。基于该策略,窄带隙(1.55 eV)、大面积(0.5 cm²)和宽带隙(1.73 eV)倒置PSCs分别实现了26.80%、26.18%和20.59% 的优异光电转换效率,且未封装器件在长期存储、热老化和光浸泡条件下表现出卓越稳定性。
通过优化油墨配方和印刷参数,实现均匀、高质量的SnO2这些层被成功打印出来,并用作在空气环境条件下制造的FAMACs三阳离子钙钛矿太阳能电池的电子传输层。这种方法展示了DMD打印在扩大钙钛矿太阳能电池等薄膜光伏技术方面的潜力。
8月19日,晶皓新能源宣布其研发的30cm*30cm大尺寸超薄柔性钙钛矿太阳能电池,经中国计量科学研究院权威认证,光电转化效率达到19.10%,成功刷新该领域的纪录,成为全球柔性钙钛矿电池技术突破的重要里程碑。此次效率突破不仅彰显了晶皓新能源的技术硬实力,更为柔性钙钛矿太阳能电池的产业化应用注入强心剂。2025年5月,经中国计量科学研究院认证,晶皓新能源其研发的30cm*30cm大尺寸超薄柔性钙钛矿太阳能电池光电转化效率达18.06%。
埋地界面的电荷传输和非辐射复合损耗是限制钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的重要因素。这些特征促使沿着/晶面形成高质量的钙钛矿薄膜。有趣的是,这些取向的低米勒折射率晶面的异界面能量大约增加了两倍,晶界能量大约减少了两倍,使晶界沟变平,从而减少了纳米级物理空隙并释放了残余应力。晶界沟槽平坦化:AFM显示晶界角从151.6°增至172.4°,表面粗糙度降低64%,消除纳米级物理空隙并释放残余应力。
埋底界面处的电荷传输和非辐射复合损失是限制钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的关键因素。
锡基钙钛矿太阳能电池具有多种优势,包括低毒性和接近理想的带隙。为了解决这些障碍,中国常州大学和扬州大学的研究人员重点关注了阻碍锡基钙钛矿太阳能电池性能的两个主要问题:不受控制的结晶和钙钛矿层内Sn的快速氧化。该团队制定了一种策略,通过在锡基钙钛矿中掺入具有多种官能团的添加剂盐酸S-苄基硫脲来提高TPSC的性能。
钙钛矿-有机串联太阳能电池通过避免易氧化的锡基钙钛矿,成为不稳定的全钙钛矿串联结构的理想替代品。然而,高效空气制备的钙钛矿-有机串联器件的实际实现仍未被探索。这种双重功能使得在环境条件下制备出高质量的刮涂UWBG钙钛矿薄膜,实现了17.2%的显著功率转换效率和出色的操作稳定性。通过将这一优化的光活性层集成到单片钙钛矿-有机串联结构中,首次展示了空气制备的串联器件,其PCE达到24.4%。
引言全钙钛矿叠层太阳能电池因其理论效率可突破肖克利-奎瑟极限而备受关注,但窄带隙锡-铅钙钛矿的晶格不稳定性和卤化物迁移问题严重制约其发展。这一突破为钙钛矿叠层电池的商业化铺平了道路。叠层电池:2T结构实现29.6%的冠军效率,700小时运行后保持93.1%初始效率(图4d)。应用前景叠层电池商业化:高效率与长寿命结合,满足光伏产业对稳定性的严苛要求。
本文系统综述了钙钛矿太阳能电池在反向偏压下的失效机制,全面梳理了反向偏压稳定性的最新研究进展,重点剖析了反向击穿电压阈值与其电学演化规律,深入探讨了器件老化行为的诱因及稳定性提升策略,并评述了相关原位表征技术的应用进展。最后,本文进一步提出了通过机器学习辅助逆向设计材料体系、构建动态载流子输运模型等创新性解决方案,为攻克反向偏压稳定性这一关键科学难题提供了新的研究思路。
顶级期刊《自然通讯》发表了他们的最新成果:基于工业纹理硅基底,团队成功研制出钙钛矿-硅串联太阳能电池,其光电转换效率高达33.15%。最终,这块面积1平方厘米的串联电池,在标准测试条件下,效率成功突破33.15%,效率数据经权威认证。经过严苛的1000小时连续测试,新电池仍保持了91.7%的初始效率。当全球光伏产业还在为突破30%效率门槛而振奋时,中国团队已将标杆提升至33.15%。