山东科技大学豆洁、段加龙、唐群委团队在柔性钙钛矿太阳能电池稳定性难题上取得重要进展,相关成果发表于《Nature Communications》。针对柔性器件中钙钛矿层与聚合物基底热膨胀失配导致的疲劳裂纹问题,团队提出“错位偶极工程”策略,设计出一种可修复的含氟聚合物弹性体并引入钙钛矿薄膜。该材料显著增强晶界韧性、抑制热膨胀,从而缓解热应力损伤。实验显示,柔性器件光电转换效率达25.54%,刚性对照器件为26.83%;在严苛条件下表现优异:经11000次弯曲和500次热循环后,效率仍保持初始值90%以上。该研究为高稳定性、长寿命柔性光伏器件的实用化提供了新路径。
Empa、四川大学、国立清华大学、FluximAG、苏黎世联邦理工学院和斯洛伐克科学院的研究人员证明,超薄PEDOT:PSS中的垂直相分离会产生界面偶极,限制柔性钙钛矿叠层电池性能,而将曲拉通加入PEDOT:PSS可抑制这些偶极子并提升器件效率。柔性全钙钛矿叠层太阳能电池和微型模块。本研究不仅揭示了PEDOT:PSS中界面偶极子作为钙钛矿叠层中的隐藏损耗机制,还提供了一种可扩展的克服方法。
12月18日,工业和信息化部办公厅、住房和城乡建设部办公厅、交通运输部办公厅、农业农村部办公厅、国家能源局综合司发布关于征集智能光伏典型案例的通知。其中,在先进光伏产品范畴中,包括高转化效率钙钛矿及叠层太阳能电池、柔性太阳能电池,以及相关产业链配套高质量、高可靠、低成本设备及材料等方向。
柔性钙钛矿太阳能电池(pero-SCs)是硅基光伏的有力补充,但其稳定性尤其在长期潮湿环境下仍远低于工业标准,这主要是由于水分子可透过柔性塑料基板渗透进入器件。传统疏水夹层虽能阻隔水分,但通常与极性钙钛矿前驱液不相容,因此难以用于钙钛矿薄膜下方。
柔性钙钛矿太阳能模块是当前可再生能源技术中的关键创新,为实现可持续高效能源解决方案提供了路径。通过用易获得的SWCNT替代稀缺且昂贵的ITO,这项工作强调了SWCNT在提升柔性太阳能技术可持续性与可扩展性方面的潜力。研究亮点:效率突破:采用硫酸处理的单壁碳纳米管作为窗口电极,实现了刚性钙钛矿电池24.5%、柔性电池23%以及柔性模块超过20%的转换效率,创下了无ITO柔性钙钛矿太阳能模块的效率纪录。
柔性钙钛矿太阳能电池实现了高效可弯曲能量转换,为下一代可穿戴设备提供了可能。然而,从实验室原型到工业规模组件的转化进程,受限于印刷过程中钙钛矿胶体颗粒的非均匀沉积,导致光电转换效率下降。
本研究嘉兴学院周二军、北京化工大学于润楠和谭占鳌等人通过引入金属螯合物,调控钙钛矿薄膜的纳米力学性能。该策略不仅聚焦于薄膜的纳米力学特性,还揭示了其物理性能与机械柔韧性之间的内在联系。纳米力学-光电性能协同调控:系统阐明了金属螯合物通过静电作用与氢键调控薄膜模量与应变,同步提升载流子寿命与器件稳定性,为柔性光电器件设计提供新思路。
钙钛矿-晶硅叠层太阳能电池兼具高效率与低成本的优势,具有巨大的发展潜力。近期,《自然》杂志同时发表的两项柔性钙钛矿-晶硅叠层太阳能电池的研究,报道了该方向效率及稳定性的重大进展。图1.使用双缓冲层氧化锡的柔性钙钛矿/硅叠层太阳能电池,性能分析及各项参数对比。最终研制出的柔性钙钛矿-晶硅叠层电池效率高达33.6%,开路电压达到2.015V。
中国制造商表示,该叠层电池采用双缓冲层策略开发,既提升了界面粘附力,又保持了高效的电荷提取。图片来源:隆基中国光伏组件制造商隆基宣布,其1平方厘米柔性钙钛矿-硅叠层太阳能电池实现了33.35%的功率转换效率。在标准照明条件下测试时,1cm串联电池效率为33.35%,开路电压为1.996V,短路电流密度为19.77mA/cm2,填充因子为84.5%。