在钙钛矿顶部表面覆盖内部封装层对于提升钙钛矿质量、实现高性能钙钛矿太阳能电池至关重要。本文成都理工大学段玉伟和彭强等人通过硅氧烷基团的自交联聚合和环氧基团的开环加成反应,原位合成了一种新型内部封装层,以克服长期以来被忽视的IEL缺陷,例如消除副产物的不利影响,以及在提高钙钛矿质量和最小化Pb泄漏之间取得平衡。
封装材料中的动态离子聚集体可轻松驱动EP分子链运动,从而实现快速损伤修复,维持器件稳定性并抑制铅泄漏。EP封装器件在恶劣天气下表现出超过99%的铅捕获效率。经过1500小时的湿热测试和300次热循环后,EP封装器件分别保持了95.17%和93.53%的初始效率。
金属卤化物钙钛矿纳米材料因其优异的光电性能在光电子应用中极具吸引力,但铅毒性和稳定性问题严重限制了其实际应用。该材料利用五种不同B位阳离子的协同效应,实现了宽光谱激发的宽带发射,发出独特的金色光。
埋底界面尤其存在结晶质量差、缺陷密度高等问题。本研究南开大学陈永胜和刘永胜等人提出一种一步法策略,通过在钙钛矿前驱体溶液中引入有机阳离子卤化物盐,诱导在埋底界面自发形成近相纯二维钙钛矿。
我们解耦了添加剂的多种功能贡献,包括紫外屏蔽、应变调控和化学钝化。我们制备的器件在0.09cm和20.5cm有效面积上分别实现了26.47%和22.67%的光电转换效率。本研究通过构象工程驱动的多功能策略,为开发稳定高效的钙钛矿太阳能电池建立了创新的设计范式。动态应变调控机制:首次揭示光暗循环中界面应变的动态变化规律,阐明其如何抑制缺陷形成与离子迁移,显著提升器件长期稳定性。
全文速览2024年11月,华南理工大学严克友课题组在钙钛矿太阳能电池中通过引入对甲苯磺酰肼作为多功能添加剂,解决了锡基窄带隙钙钛矿成膜性差、深能级陷阱多的问题。该工作为高效稳定叠层太阳能电池的开发提供了新范式,推动全无机钙钛矿光伏走向产业化。因此想要发展高效稳定的全无机钙钛矿叠层电池,传统策略难以同步解决结晶调控、缺陷钝化与抗氧化问题,本研究通过创新的配体演化策略,首次突破这一瓶颈。
以晶体硅为代表的第一代太阳电池,其效率已接近理论极限,提效空间有限;第二代太阳电池(CdTe、CIGS、非晶/微晶硅等)虽然生产成本较低,但效率偏低,且其中部分材料存在资源稀缺或环境毒性等问题,难以支撑大规模可持续应用。在此背景下,第三代太阳电池应运而生,包括有机光伏、钙钛矿电池、多结叠层、中间带、热载流子、光子/激子倍增以及热光伏等。这些新技术的共同目标是在不增加复杂封装与阳光跟踪系统的前提下,不断推动单片电池转换效率的提升。
科学家们揭示了微观缺陷如何引发钙钛矿太阳能电池的灾难性故障。由科罗拉多大学博尔德分校的RASEI研究员MikeMcGehee领导,并与国家可再生能源实验室的科学家合作的一项研究,在《Joule》期刊上发表了新的发现,这些发现可能有助于克服在规模化生产下一代钙钛矿太阳能电池时面临的一个主要挑战。McGehee课题组在创造和优化钙钛矿太阳能电池方面有着长期的成功经验。这项工作代表了钙钛矿太阳能电池商业化征程中的关键一步。
广泛使用的空穴选择性分子接触层虽能提升叠层电池性能,但在高温下会发生热降解,损害电荷传输。实现效率与稳定性协同提升:基于该策略的1cm叠层电池获得了超过34%的效率,并在65°C高温下连续运行1200小时后仍保持96%以上的初始效率,展现了卓越的操作稳定性。
萘基铵盐的铵基占据甲酰胺位点,而萘磺酸盐的磺酸基与铅离子配位。最终,研究人员实现了27.02%的倒置太阳能电池的功率转换效率。封装后的器件在环境空气中连续光照下经过2000小时的最大功率点跟踪后,仍保持其初始效率的98.2%。此外,研究人员展示了倒置迷你模块的认证稳态效率为23.18%,以及全钙钛矿串联太阳能电池的认证效率为29.07%。



