本文东华大学王宏志和张青红等人开发了一种无损封装策略,以实现空气处理PSCs的全生命周期管理。本工作为空气处理PSCs的全生命周期管理提供了一条有前景的途径。
钙钛矿太阳能组件的运行稳定性低于小尺寸器件,这对推动其实际应用构成了关键挑战。我们展示了活性面积约50cm的全印刷碳电极PSMs,PCE达到20.41%。此外,钙钛矿中的卤素存在可能导致贵金属电极在运行过程中被电离,加速器件的降解。传统的基于溶液的后处理通常会引入可能损害钙钛矿并阻碍大规模生产的溶剂。我们展示了一种可扩展的蒸汽后处理策略,使高度稳定且高效的全印刷C-PSMs成为可能。
钙钛矿太阳能模块的运行稳定性通常低于小尺寸器件,这是其走向实际应用的关键挑战。可印刷碳电极具备高稳定性和低成本优势,是解决全印刷钙钛矿模块稳定性问题的理想策略。然而,碳电极模块的光电转换效率仍落后于金属电极器件。我们制备了活性面积约50cm的全印刷碳电极钙钛矿模块,实现了20.41%的效率。我们相信该处理策略将推动碳电极钙钛矿模块向商业化规模化发展。
杭州电子科技大学,杭州众能光电科技有限公司,杭州职业技术学院和杭州科能新能源有限公司的科学家们系统比较了两种常见的钙钛矿前驱体混合溶剂体系—NMP/DMF和DMSO/DMF,旨在研究它们的配位特性如何影响真空辅助钙钛矿结晶过程中薄膜的形成结果。基于NMP/DMF和DMSO/DMF溶剂体系的钙钛矿薄膜形成示意图。基于这些机制,使用NMP/DMF体系制备的钙钛矿薄膜表现出优异的光电性能。
顺序沉积法是制备大晶粒钙钛矿薄膜的常用方法,但钙钛矿膜中残留的PbI在长期加热或光照下易分解为金属铅,严重影响器件性能与稳定性。最终,LEV掺杂显著降低了钙钛矿膜中三方位残留PbI含量。基于该策略的钙钛矿太阳能电池实现了26.02%的光电转换效率,并在最大功率点跟踪1000小时后仍保持90%的初始效率。文章亮点手性分子LEV调控结晶过程:通过LEV与PbI的配位作用,形成多孔、大晶粒PbI薄膜,促进钙钛矿成核与延缓结晶,实现高质量钙钛矿膜制备。
CsPbI钙钛矿太阳能电池因其优异的热稳定性和光电性能,在单结和叠层电池中备受关注。研究发现,CHEA在退火过程中发生氧辅助氧化反应及后续分子间缩合,形成C=O和N-H等多种官能团,在空穴传输层PEDOT:PSS与钙钛矿之间构建了坚固的化学桥。这不仅优化了PEDOT:PSS的结构与电子性能,还促进了上层CsPbI钙钛矿薄膜的快速低缺陷生长,显著缓解了环境湿度的不利影响。最终,反式CsPbIPSCs效率显著提升至21.19%,并在运行600小时后仍保持98%的初始效率,稳定性显著增强。
宽带隙钙钛矿太阳能电池可突破叠层电池的Shockley-Queisser极限,但其在连续光照下易发生相分离,限制稳定性。受硅电池光致再生机制启发,我们开发了光均化辅助相分离缓解技术,结合光照与表面钝化,显著抑制卤化物相分离。PHASET处理的1.79eV宽带隙电池效率达20.23%,连续光照1200小时后仍保持97%初始效率;与1.25eV窄带隙子电池集成的全钙钛矿叠层电池效率达28.64%,运行1200小时后保留77%性能。
论文概览宽带隙钙钛矿太阳能电池在叠层电池中具有突破Shockley–Queisser极限的潜力,但其在持续光照下易发生卤化物相分离,导致性能衰减。采用PHASET处理的1.79eV宽带隙钙钛矿电池效率达到20.23%,并在连续光照1200小时后仍保持97%的初始效率。图5:全钙钛矿叠层太阳能电池的性能突破该图实现28.64%效率的叠层器件。结论展望本研究通过原位表征手段揭示了宽带隙钙钛矿中光诱导相分离的动态过程,并开发出PHASET这一简单有效的抑制策略。
文章亮点总结1.首次将固体添加剂引入SS工艺制备OPV,为该工艺优化提供了新思路。图1.固体添加剂的性质。该研究成功开发了一种芳香族添加剂辅助的自发扩散工艺,通过调控溶液表面张力和成膜动力学,能够显著提升活性层薄膜的均匀性和OPV器件性能。研究成果以“SolidAdditivesforSpontaneouslySpreading-ProcessedOrganicPhotovoltaics”为题,发表于《AdvancedScience》上。至今已在Nat.Photonics、JACS、Joule、ScienceAdvances等期刊上发表论文30余篇。2024年9月,西湖光电正式对外提供大面积OPV制样服务。
研究人员设计了一种钙钛矿结晶动力学调控模板,通过同步引入 SCN⁻和挥发性 NH₄⁺配体,实现了钙钛矿的快速成核与晶体生长抑制。由此制备出的高质量钙钛矿薄膜具有更大的晶粒尺寸、更优异的结晶度、有序的表面形貌以及得到补偿的残余应变。值得注意的是,在钙钛矿薄膜的埋层界面检测到的残留 SCN⁻配体还倾向于充当界面钝化剂。