近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员潘旭团队,在反式钙钛矿太阳电池传输层优化方面取得进展,实现了太阳电池器件效率与稳定性的双重突破。在钙钛矿太阳电池器件结构中,除核心的钙钛矿吸收层外,其两侧的半导体功能传输层对电荷分离与输运发挥支撑作用,影响器件整体性能。
吉林大学的研究人员开发了一种添加剂策略来精确调节锡基钙钛矿的结晶,从而能够制造高性能场效应晶体管。锡基钙钛矿因其优异的电荷传输特性和低温溶液处理的潜力而被认为是有前途的半导体。这项工作强调了一种新方法,该方法将模板化生长与迟缓结晶相结合,以调节锡基钙钛矿薄膜的形成。通过提供对微观结构控制的新见解,该策略为高性能和稳定的锡基钙钛矿电子学铺平了道路。
热蒸发是一种在薄膜制造中应用广泛的成熟技术,对于钙钛矿太阳能电池的可扩展制造具有巨大潜力。然而,完全热蒸发制备的钙钛矿太阳能电池的性能仍落后于溶液工艺制备的同类产品。最后,我们报道了一种完全热蒸发的p–i–n结构钙钛矿太阳能电池,在小面积电池中实现了25.19%的光电转换效率,在扩大尺寸的器件中实现了23.38%的PCE。此外,这一全干法、真空基制备工艺有望推动钙钛矿光电子器件的工业化生产与集成。
近年来,钙钛矿/硅叠层太阳能电池因其低成本高效率逐渐成为研究热点。尽管其光电转换效率已高达34.6%,但这些高效叠层太阳能电池最有效的设计是基于非商用晶硅底电池,其正面经过抛光或具有亚微米级纹理结构,以确保钙钛矿薄膜高效沉积。在自然环境条件下制备的全织构化钙钛矿/硅叠层器件的有效面积为19.9平方厘米,获得了28.28%的高效率。这项工作为大面积钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的商业化生产开辟了一条新途径。
尽管已有研究关注辐射诱导缺陷与非平衡晶界之间的相互作用,但非平衡晶界对辐射诱导缺陷行为的影响仍未完全明确,需要进一步的研究。研究结果表明,晶界不全位错对缺陷团簇具有显著的吸引效应,促使这些缺陷向晶界移动。本研究通过分子动力学模拟深入探究了钨中带有晶界不全位错的非平衡晶界对辐射诱导缺陷团簇的行为影响,取得了重要成果。由于缺陷团簇的旋转能垒随其尺寸增大而增加,较大团簇的旋转行为较为罕见。
本研究南开大学刘永胜等人成功开发了一种原位聚合策略,构建功能性底部界面层与体相聚合物网络,实现了大气环境下刮涂钙钛矿薄膜的结晶控制与缺陷钝化。最终,基于大气刮涂钙钛矿薄膜的器件在5×5cm微型组件中实现了20.78%的稳态效率。高效大面积刮涂工艺:在开放大气环境中实现刮涂制备,微型组件稳态效率达20.78%,为机械划线模块中迄今最高效率之一。
柔性钙钛矿太阳能电池可实现高效弯曲能量转换,推动下一代可穿戴设备发展。然而,从实验室规模原型向工业规模组件的转变,受限于印刷过程中钙钛矿胶体颗粒的不均匀沉积,导致功率转换效率下降。高效率与大面积兼容:实现小面积器件26.22%和大面积组件19.44%的认证效率,突破柔性钙钛矿光伏的尺寸限制。
热蒸发是一种成熟的薄膜制备技术,在钙钛矿太阳能电池的规模化制备中具有巨大潜力。然而,全热蒸发钙钛矿太阳能电池的性能仍落后于溶液法制备的器件。实现高效稳定全热蒸发器件制备的全热蒸发反型钙钛矿太阳能电池效率达25.19%,为目前该类型器件最高水平,且具备优异的运行稳定性与大面积均匀性,展现出良好的产业化前景。
近日,清华大学材料学院林红教授团队合作在柔性钙钛矿太阳能电池埋底界面二甲基亚砜残留去除方面取得重要研究进展。动态接触角,热重分析及红外光谱等综合分析表明IDPAC分子能够通过化学钝化削弱SnO2与PbI2对DMSO的吸附作用,从而获得埋底界面孔洞消除、残余应力应变松弛的高质量柔性钙钛矿薄膜。清华大学材料学院2022级博士生张子灵为论文第一作者,清华大学材料学院教授林红和厦门大学教授李鑫为论文通讯作者。
IPVF制造的13cmx13cm双面钙钛矿微型组件,采用完全与工业相关的制造工艺图片:IPVF法国法兰西光伏研究所宣布实现双面钙钛矿光伏器件的功率转换效率为18.1%,器件尺寸为2厘米x2厘米,10厘米x10厘米微型太阳能组件的功率转换效率为16.8%。



