透明导电氧化物作为钙钛矿太阳能电池的基底,长期以来被认为具有良好稳定性,因此其对器件寿命的影响常被忽视。蒸发的钇有效锚定了FTO中的部分晶格氧,防止元素解离。此外,YO在粗糙FTO表面实现了保形沉积,提高了界面粘附能,建立了有效的离子扩散和载流子非辐射复合损失屏障。该策略显著增强了PSC的结构完整性,大幅提升了操作稳定性。
更重要的是,由于钙钛矿体相的本征特性,这种电子积累效应延伸至整个钙钛矿吸收层,使其平均电子浓度提升约40倍,从而大幅增强了电子电导率,降低了传输损失。Figure4展示了最终器件的卓越性能和稳定性。
而引入DCl层后,PLQY和QFLS值大幅恢复,证明DCl有效抑制了C60诱导的复合损失。未经极化时,DCl处理的单结钙钛矿电池效率从19.0%提升至21.9%(图a),大面积器件效率达21.0%(图b)。在钙钛矿/硅叠层电池中,DCl处理使效率从28.4%提升至30.5%,经极化后进一步达到31.1%的认证效率。
除单结器件外,偶极钝化技术对全钙钛矿叠层太阳能电池也具有深远意义。通过解决窄带隙子电池中最棘手的损耗问题之一,该方法为钙钛矿叠层器件实现此前被认为难以企及的效率铺平了道路,预示着高效、可规模化的太阳能利用新时代的到来。
Wu 等人设计了并合成了开壳层的两种双自由基SAMs:RS-1 和 RS-2,其中RS-2额外引入甲氧基增强与钙钛矿的相互作用,RS-1 和 RS-2平面共轭的给体-受体结构,可以促进电子离域与双自由基态形成,通过引入空间位阻基团,提高了分子稳定性和溶液可加工性。
同时,偶极钝化有效减轻了叠层器件互连层引入的NBG子电池的接触损耗,在全钙钛矿串联太阳能电池中表现出创纪录的30.6%的PCE。这标志着多晶薄膜太阳能电池的效率首次超过30%。
作为最近网络安全演示的一部分,美国SwiftSolar制造的钙钛矿叠层电池被用于美国国防部混合微电网。模块化微电网专为快速设置和重新定位而设计,并内置于集装箱中。它们可部署在灾难响应、军事行动或远程发电应用中。可部署的微电网利用多种能量输入,包括柴油发电机和电池储能系统以及钙钛矿太阳能电池。美国陆军作战能源专家和亚马逊网络服务等私营部门合作伙伴参加了演示。
我们提出了一种“SAM-in-matrix”策略,将部分SAM分子分布在三氟苯基硼的稳定基质中,有效避免了分子堆积引起的聚集。此外,Me4PA@BCF薄膜的热稳定性优于Me4PA薄膜,经过150小时100℃的热老化后,Me4PA@BCF基器件保持了93.6%的初始PCE,而Me4PA基器件下降至72.3%。这表明,Me4PA@BCFHTL在大规模钙钛矿太阳能模块的高效、稳定生产中具有广阔的应用前景。
此外,该偶极钝化有效减轻了由叠层器件连接层引起的窄带隙子电池中的接触损失,使得全钙钛矿叠层太阳能电池实现了30.6%的卓越PCE。因此,保留PEDOT:PSS作为HTL以减轻这些Voc和FF损失。当旋涂速度达到最大值时,将50μl处理液滴加到钙钛矿薄膜上。
金属卤化物钙钛矿因其卓越的光电性能,已成为推动光伏效率进步的有力竞争者。本研究上海交通大学赵一新、陈悦天、郭永胜和缪炎峰等人提出了一种“SAM-in-matrix”策略,将部分SAM分散于稳定的三硼烷基质中,有效打破了原有分子堆叠导致的聚集现象。推动钙钛矿组件迈向平方米级产业化:成功制备出1米×2米大面积组件,认证效率突破20%,是目前公开报道中最大面积、最高效率的钙钛矿光伏组件之一,具备明确的产业化前景。