论文概览实现均匀稳定的空穴传输层对大面积钙钛矿太阳能电池至关重要。这一系列创新成果为钙钛矿太阳能电池的界面工程提供了全新解决方案。商业应用的可扩展性和工作稳定性本研究通过一体化2PACz-NiOxHTL技术成功实现了钙钛矿太阳能组件的大面积制备。该技术通过NiOx合成过程中的一步法原位锚定,显著提升了界面结合力、薄膜均匀性和电荷传输性能,为钙钛矿太阳能电池的大面积制备提供了理想解决方案。
本研究郑州大学宋东兴、王珂等人开发了一种基于降冰片二烯分子的固态光热储能薄膜,通过光异构化反应将太阳能转化为化学能,并在加热时以热能形式释放。其中,NBD4薄膜表现出最高的储能密度,达到202Jg。将该固态光热储能薄膜与光伏电池集成后,可吸收紫外光,降低光伏电池温度约5°C,并将紫外光子储存为化学能,系统整体效率提升约3%。
激子扩散长度是有机太阳能电池的关键参数。近期研究表明,Y型NFA中会产生分子间电荷转移激子,但ICT激子形成对LD的影响尚未明确讨论。本文香港大学PhilipC.Y.Chow等人指出,由于皮秒时间尺度上ICT激子形成导致光学带隙附近光谱演化,忽略此现象可能导致瞬态吸收数据分析中显著高估Y型NFA薄膜的LD。此外,在使用激子-激子湮灭模型进行数值拟合时,采用ICT激子的本征弛豫寿命对于可靠提取扩散系数和LD至关重要。
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。
量子隧穿光伏电池的效率秘密?可以说,量子隧穿效应是TOPCon太阳能电池的核心所在。如今,中来股份已围绕TOPCon技术,构建了完善且具有自主知识产权的专利保护体系。中来TOPCon电池量子隧穿:赋能中来TBC技术在n型TOPCon技术大规模量产并引领行业的同时,中来股份已将研发视野投向更前沿的未来。
然而,在制备高质量、大面积的锡铅混合窄带隙钙钛矿薄膜方面仍存在重大挑战。本文中,上海交通大学仰志斌等人通过溶剂工程调控结晶过程,开发了一种制备大面积、致密且均匀的窄带隙钙钛矿薄膜的方法。
减少钙钛矿/电子传输层界面的非辐射复合是实现高性能稳定钙钛矿/硅叠层太阳能电池的关键挑战。本研究分析了能量损失,并设计了双层钝化策略以提升叠层电池的性能与耐久性。实验结果表明,该双层钝化策略可精确调控钙钛矿能级排列、降低缺陷密度并抑制界面非辐射复合。采用AlO/PDAI处理的单片式钙钛矿/硅叠层太阳能电池,在使用基于QCELLSQ.ANTUM技术制备的工业硅底电池上,实现了31.6%的光电转换效率。
DCTP在甲苯、氯苯和氯仿等低极性溶剂中具有良好的溶解性,且不会损伤钙钛矿表面。经氯苯加工的DCTP中间层能充分钝化钙钛矿表面缺陷,并优化钙钛矿/空穴传输层界面的能级排列。结果表明,DCTP处理的器件实现了26.07%的冠军光电转换效率,且重现性优异,而参比器件效率为24.28%。
钙钛矿材料中高度能量无序导致严重的载流子非辐射复合,直接影响光伏器件的能量损失。目前,对钙钛矿太阳能电池中能量无序的调控及其与开路电压损失之间的关联尚不明确。本研究华侨大学吴季怀、北京大学朱瑞和西北工业大学涂用广等人通过原位NH生成调控钙钛矿结晶过程,提升了其能量有序度。最终,我们获得了乌尔巴赫能量低至23.7meV的高质量钙钛矿薄膜。
虽然已知脒类配体能显著增强钙钛矿太阳能电池中的缺陷钝化作用,但其通过协同调控阳离子-阴离子分布来改善钙钛矿薄膜均匀性的作用尚未被探索。采用真空闪蒸辅助溶液法制备的PBD钝化薄膜,其优化后的均匀性使器件实现了26.66%的光电转换效率。该效率值位列目前已报道的钙钛矿太阳能电池最高效率之一。我们的研究结果表明,实现均匀的阳离子-阴离子分布对于设计有效钝化剂至关重要,从而同时提升PSCs的光电转换效率和运行稳定性。