然而,其性能受到钙钛矿/电子传输层上界面的严重限制。该界面主导电子提取效率、离子迁移和非辐射复合,直接影响开路电压和填充因子。此外,界面缺陷、能级失配和化学不稳定性常导致迟滞和性能衰减,阻碍商业化进程。多维界面结构优化策略:提出2D/3D异质结、动态共价界面等创新结构,显著增强电荷提取效率并抑制离子迁移,实现超过33%的认证效率。
本文云南大学张文华、香港理工大学杨光和深圳理工大学白杨等人引入丙二脒盐酸盐作为一种新型配体,可同步调控宽禁带钙钛矿的晶核取向、钝化晶界,并释放晶格应变。基于此,1.77eV单结宽禁带钙钛矿电池实现了20.4%的冠军效率与1.369V的高开路电压。封装后的全钙钛矿叠层器件在1个太阳光、大气环境下连续最大功率点跟踪运行700小时后仍保持93%的初始效率,1320小时后仍超过80%。
实验结果证实,双层钝化策略能够精确调节钙钛矿的能级对齐,降低缺陷密度,并抑制界面非辐射复合。结合AlOx/PDAI2处理的整体钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现了31.6%的光电转换效率,使用的是采用QCELLSQ.ANTUM技术制造的工业硅底电池。基于这一研究方法,研究人员提出了一种针对钙钛矿/硅叠层太阳能电池特定挑战的双层钝化策略。通过利用AlOx和PDAI2的互补优势,双层钝化策略同时解决了能量损失和稳定性的问题,在不影响离子传输动力学的前提下优化了界面特性。
溶液法制备的钙钛矿材料,结合现有硅基设施用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池,因其低成本和高效率而备受关注。
结论展望本研究通过引入磷基小分子TPP调控Me-4PACz/钙钛矿界面,实现了缺陷钝化、结晶调控与离子迁移抑制的协同优化,不仅在宽带隙钙钛矿电池中取得20.46%的高效率,更推动全钙钛矿叠层电池效率突破29.71%,并具备出色的长期稳定性。该工作为钙钛矿界面工程提供了新的分子设计思路与工艺路径,对未来高性能、高稳定性钙钛矿光电器件的开发具有重要指导意义。
基于该策略的反式钙钛矿太阳能电池实现了27.02%的高效率与2000小时运行下98.2%的卓越稳定性,同时在大面积组件和全钙钛矿叠层电池中均表现出优异的拓展性与认证效率。
针对这个关键的挑战,宁波大学徐华与浙大宁波理工学院王维燕研究团队针对ST-PeSCs中常见的性能损失问题,创新性地引入了原子层沉积技术,构建了高质量的氧化锡电子传输层。采用该致密ALDSnO层构建的半透明钙钛矿电池有效减轻了溅射损伤并改善了界面特性,其初始光电转换效率从19.37%提升至19.99%,相对提高3.2%。基于该技术的钙钛矿/硅叠层太阳能电池效率达28.77%。此外,具有致密ALDSnO层的半透明电池展现出增强的湿热稳定性。
上海交通大学、华东理工大学等研究团队合作,通过溶剂工程调控结晶过程,开发出一种制备大面积、致密均匀窄带隙钙钛矿薄膜的新方法。图5展示了基于优化NBG钙钛矿薄膜的全钙钛矿串联微型组件的性能。结论展望本研究通过吡啶辅助溶剂工程与真空退火工艺相结合,成功实现大面积、高质量窄带隙钙钛矿薄膜的可控制备,并在此基础上构建了效率达22.9%的全钙钛矿叠层光伏小组件。
论文概览钙钛矿/有机叠层太阳能电池是突破单结器件效率极限的重要技术路径,然而其性能长期受限于有机子电池中的复合损失。推动叠层效率突破:将钙钛矿/有机叠层电池效率提升至26.42%,跻身国际领先水平。结论展望本研究通过系统揭示给体含量对有机薄膜生长动力学、结晶特性与复合损失的调控机制,成功将钙钛矿/有机叠层太阳能电池的效率提升至26.42%,实现了对该体系复合损失的有效抑制与性能优化。
钙钛矿/有机叠层太阳能电池是突破单结器件效率极限的潜力路径,然而其性能受限于有机子电池中的复合损失。当给体含量不足时,受体分子易发生聚集,破坏分子堆叠并降低结晶度。这些形貌变化阻碍了激子解离,进而导致电荷复合并降低整体器件性能。通过优化薄膜形貌与结晶过程,我们成功降低了复合损失,实现了效率高达26.42%的钙钛矿/有机叠层太阳能电池。