研究意义为两步法制备高性能宽带隙钙钛矿提供新策略。首次实现全溶液两步法制备钙钛矿/硅串联电池效率突破31%。结论展望本研究通过BCF分子引入,构建了硼-卤键与氢键协同的结晶调控新策略,成功制备出高质量1.68eV宽带隙钙钛矿薄膜,实现单结23.49%、串联31.12%的高效率,并显著提升器件稳定性。
近期,一项关于“4-肼基苯甲酸(HZBA)添加剂”的研究,为解决这些难题提供了有效方案,让锡铅钙钛矿太阳能电池的光电转换效率实现显著突破。
锡基钙钛矿太阳能电池因其环境友好和较高的理论效率而备受关注。本研究苏州大学娄艳辉和王照奎等人设计并合成了一种带有末端甲基硫基的咔唑基膦酸自组装单层,将其引入PEDOT:PSS下方构建复合空穴传输层结构。该结构通过甲基硫基连接确保紧密的界面接触并优化能级对齐,有效抑制复合损失,促进更高效的空穴提取。本工作为界面费米能级剪裁提供了新思路,为高性能TPSCs的发展铺平了道路。
本研究普渡大学窦乐添等人设计了一种带有乙二醇醚侧链的离子液体——甲氧乙氧甲基-1-甲基咪唑氯化物,通过与NiO的协同作用调控钙钛矿生长并稳定埋底界面。MEM-MIM-Cl通过与欠配位Pb发生螯合作用,诱导形成新型中间相,从而抑制缺陷及缺陷诱导的降解。此外,昼夜循环老化测试表明器件具有前所未有的抗疲劳性能,突显了MEM-MIM-Cl在同步提升效率与操作稳健性方面的双重作用。
通过这些协同效应,优化后的单结锡铅混合钙钛矿太阳能电池实现了23.85%的功率转换效率;将该器件集成到两端全钙钛矿叠层结构中,进一步获得了28.74%的优异效率。
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。
铅卤钙钛矿兼具优异的光电性能与低成本、可规模化制备的优势,但其商业化仍受限于结晶动力学理解不足、缺乏可持续的材料加工方法,以及在制备蓝光发射和具有空间位阻阳离子的二维钙钛矿方面存在的挑战。该处理对结晶过程的影响表现为促进三维钙钛矿的生成或二维钙钛矿的生长。对于后者,该技术能够实现传统热方法难以制备的钙钛矿晶体生长,提供了一条实现蓝光发射的简便途径,所得薄膜在80%相对湿度下的光致发光稳定性超过1000小时。
实验结果表明,引入BHC后,锡铅钙钛矿太阳能电池的稳定性和能量转换效率均得到提升。提升锡铅钙钛矿太阳能电池性能:实验证明BHC处理后的器件具有更高的结晶度、载流子寿命及能量转换效率,并显著改善器件稳定性。
Spiro-OMeTAD是高效n-i-p钙钛矿光伏器件中最常用的空穴传输层材料,然而传统掺杂方法导致器件运行稳定性差。最佳钙钛矿太阳能组件的认证效率达到20.95%,是目前无锂spiro-OMeTAD基组件中的佼佼者。高效大面积组件与超强稳定性:实现20.95%认证效率的钙钛矿太阳能组件,并在未封装条件下连续运行700小时仍保持97%初始效率,为无锂spiro基器件树立新标杆。
传统的富勒烯C60虽然是钙钛矿太阳能电池中常用的电子提取材料,但它有两个明显的缺点:一是在溶液里容易抱团,溶解性差;二是和钙钛矿的“互动”太弱,导致界面能量损失。磷官能团的引入,就像给富勒烯装了“抓手”,既提高了它的溶解性,又让它能牢牢地抓住钙钛矿表面。效率与稳定性兼得:该策略不仅将电池效率推高至25.62%,更在长达1000小时的连续光照测试中表现出极强的稳定性,为实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池提供了新思路。



