我们深入研究了BPAH对ETL能级和迁移率的影响,并揭示了其与发光层之间的强相互作用,有效钝化了发光层表面缺陷,促进了电荷传输与辐射复合。研究亮点:一分子双功能:BPAH实现ETL能级调控与界面钝化BPAH分子插入POT2T分子间隙,改善π-π堆叠,提升电子迁移率;其咪唑基团与发光层中未配位Pb配位,增强铅-卤键结合力,有效抑制卤离子迁移与界面缺陷。
香港理工大学杨光,李刚&深圳理工大学白杨明确了宽带隙钙钛矿开路电压损失的根本原因,即其表面区域分布的移动缺陷。这两种策略的协同集成,使钙钛矿-有机叠层太阳能电池的效率突破25%,同时实现了更强的运行稳定性。进一步,创新性地采用溶液加工的氧化石墨烯作为中间连接层,成功构建了钙钛矿-有机叠层太阳能电池,实现了25.03%的稳定效率,且器件表现出良好的可重复性。
高纪凡进一步表示,效率、可靠性的提升及成本的下降,充分展现了TOPCon电池的技术潜力与发展空间,进一步巩固了TOPCon技术的竞争优势,为公司持续引领光伏技术发展奠定了坚实基础。
提供了对双重钝化策略的全面评估,强调其在稳定高效钙钛矿太阳能电池中的潜力。b)钙钛矿太阳能电池在钙钛矿/Spiro界面使用金刚烷等离子体聚合物薄膜作为钝化层时的电流密度-电压曲线。双钝化钙钛矿太阳能电池的稳定性提升不仅归因于对潮湿环境的保护作用,还由于缓解了TiO2在紫外光辐射下光催化效应引起的降解。
同时,偶极钝化有效减轻了叠层器件互连层引入的NBG子电池的接触损耗,在全钙钛矿串联太阳能电池中表现出创纪录的30.6%的PCE。这标志着多晶薄膜太阳能电池的效率首次超过30%。
此外,该偶极钝化有效减轻了由叠层器件连接层引起的窄带隙子电池中的接触损失,使得全钙钛矿叠层太阳能电池实现了30.6%的卓越PCE。因此,保留PEDOT:PSS作为HTL以减轻这些Voc和FF损失。当旋涂速度达到最大值时,将50μl处理液滴加到钙钛矿薄膜上。
鉴于此,2025年10月27日南京大学林仁兴&谭海仁&军事科学院国防科技创新研究院常超和北理工徐健于Nature刊发具有偶极钝化的全钙钛矿叠层太阳能电池的研究成果,开发了一种偶极钝化策略,该策略可降低混合锡铅处的陷阱密度,同时实现空穴传输层/钙钛矿界面处能级的精确对准。此外,偶极钝化有效地降低了串联器件互连层在窄带隙子电池中引起的接触损耗,使全钙钛矿叠层能电池的效率达到30.6%。
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。
倒置钙钛矿太阳能电池因钙钛矿表面及功能层间的非辐射复合而面临性能限制。两者协同使钙钛矿准费米能级分裂均质提升约100mV。基于此,两端钙钛矿-硅叠层电池在1cm器件上实现认证开路电压2V,效率超过31%。该钝化策略具备良好扩展性,60cm活性面积的均质钝化器件获得认证效率28.9%。叠层器件高性能与稳定性兼顾:1cm钙钛矿-硅叠层电池认证效率达31.6%,开路电压突破2V,并在暗态氮气环境中展现良好稳定性,为大面积产业化提供可靠路径。
用于钙钛矿/硅叠层电池的ALD-NiOx及其钝化机制。(a) 绒面钙钛矿/硅叠层电池器件结构;(b) 基于SAM与ALD Cu:NiOx/SM的器件效率统计分布(有效面积分别为1 cm²与8.89 cm²);(c) 叠层电池的J-V曲线(有效面积1 cm²)。(d) Me-4PACz在钙钛矿表面(上)与NiOx表面(下)的吸附构型;(e) 钙钛矿及经Me-4PACz钝化后钙钛矿的态密度;(f) VPb缺陷及经Me-4PACz钝化的钙钛矿表面。