宽禁带钙钛矿太阳能电池是叠层太阳能电池的关键组成部分。得益于改善的载流子提取性能,所得宽禁带钙钛矿太阳能电池实现了24.13%的光电转换效率,是目前宽禁带钙钛矿电池中最高效率之一。创新分子工程策略:设计并利用邻苯二胺构建π-共轭分子壁,其暴露的邻二胺基团可同步锚定溴与碘离子,实现模板化结晶,获得高度有序的晶面与垂直取向。
能量损失拆解:a-Th2Br的E仅为0.194eV,总能量损失低至0.525eV,为目前报道的最低水平之一。结论展望本研究通过中心核扭曲构型受体设计,成功实现了20.60%的高效率与0.194eV的低非辐射损失,突破了有机太阳能电池中“高发光必低迁移”的传统困境。
无机钙钛矿因其良好的热稳定性及光照下抑制相分离的特性,成为硅基叠层太阳能电池理想的顶电池材料。本文南开大学王鹏阳和张晓丹等人开发了一种弱p型材料——乙二胺乙酸甲胺与氧化镍结合作为空穴选择性层。基于此,CsPbI33无机钙钛矿太阳能电池实现了21.52%的光电转换效率,无机钙钛矿/硅叠层电池更是创下27.92%的纪录。高效率记录:单结无机钙钛矿电池效率达21.52%,叠层电池效率突破27.92%,均为当前报道的最高水平。
本研究南开大学刘永胜等人成功开发了一种原位聚合策略,构建功能性底部界面层与体相聚合物网络,实现了大气环境下刮涂钙钛矿薄膜的结晶控制与缺陷钝化。最终,基于大气刮涂钙钛矿薄膜的器件在5×5cm微型组件中实现了20.78%的稳态效率。高效大面积刮涂工艺:在开放大气环境中实现刮涂制备,微型组件稳态效率达20.78%,为机械划线模块中迄今最高效率之一。
8月27日,钙钛矿层的不均匀性是制约大面积钙钛矿太阳能电池性能提升的关键瓶颈。通过调节剪切流强度,可调整由局部浓度差异引起的表面张力梯度,进而抑制马拉戈尼效应,最终获得均匀的钙钛矿薄膜。基于此,钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现了27.36%的效率,而钙钛矿组件则达到了21.83%的效率。
通过调节剪切流强度,可调整由局部浓度差异引起的表面张力梯度,进而抑制马拉戈尼效应,最终获得均匀的钙钛矿薄膜。基于此,钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现了27.36%的效率,而钙钛矿组件则达到了21.83%的效率。效率纪录刷新:宽禁带器件效率达22.16%,叠层电池效率27.36%,大面积组件效率21.83%,三项数据均创同类技术新高。
论文概览针对有机太阳能电池中活性层形貌调控与电荷传输性能难以协同优化的问题,该研究创新性地引入p型棒状液晶有机半导体Ph-BTBT-10作为多功能添加剂,应用于D18:L8-BO基二元体系。优化后的器件实现了20.3%的转换效率,短路电流密度提升至27.28mAcm-2,填充因子高达80.5%。结论展望该团队通过引入p型液晶半导体Ph-BTBT-10作为多功能添加剂,成功实现了活性层形貌与电荷动力学的协同优化,在D18:L8-BO二元体系中获得了20.3%的高效率。
针对有机太阳能电池(OSCs)中非辐射复合损失(ΔEnon-rad)严重制约开路电压(VOC)和效率提升的关键问题,该团队创新性地提出烷氧基取代第三组分受体OBO-4F,并将其引入高效D18/L8-BO二元体系中构建“稀释三元”器件。
固态添加剂是调控有机太阳能电池活性层形貌的有效策略,这与器件性能密切相关。然而,目前的固态添加剂主要侧重于形貌调控,其本身较弱的电学特性可能限制载流子迁移率等电学性能的提升。据我们所知,该性能是目前已报道的超过20%PCE的二元体系中的最高水平之一。本研究证明,p型液晶半导体可作为多功能添加剂,通过构建扩展的电荷传输网络,同时调控形貌并提升本征电学性能,为推进OSC性能提供了新的范式。
直流溅射制备的氧化镍(DC-N)因其可扩展且保形的生长特性,成为钙钛矿太阳能电池(PSCs)空穴传输层(HTLs)产业化应用的理想候选材料。