有机太阳能电池的代表性图像。来自高丽大学和东国大学的一组研究人员创造了一种用于有机太阳能电池的新型分子涂层。据该团队称,这项创新现在使单个设备能够同时充当太阳能电池和光电探测器,而无需进行通常的权衡。经过测试,研究人员发现它在室内达到了28.6%的效率,优于传统涂层。这一突破可以为新一代无电池传感器和可穿戴设备提供动力,使室内电子产品更便宜、更高效、更可持续。
钙钛矿太阳能电池正在达到令人印象深刻的功率转换效率,但长期耐用性仍然是影响现实世界的主要障碍。NREL团队建议研究钙钛矿太阳能组件的耐用性—首先将它们放置在室外。该团队概述的建议提供了研究重点的转变,不仅仅考虑钙钛矿的效率。钙钛矿已被证明在利用阳光转化为电能方面非常有效,但随着耐用性问题的工作仍在继续,该技术的商业化已经滞后。
金属卤化物钙钛矿因其卓越的光电性能而备受关注。碱金属掺杂策略已被证明能够有效地调节晶粒尺寸、控制结晶动力学,并调整钙钛矿的带隙特性。本研究采用第一性原理计算揭示了碱金属种类的选择及其相应的掺杂方法对CsPbBr3钙钛矿的电子性质和离子迁移动力学有着显著不同的影响。同时,计算表明碱金属间隙占据通过同时扩展扩散路径和加强Br-相互作用来抑制卤化物离子迁移,使钙钛矿晶格中的迁移势垒从0.113eV增加到0.902eV。
溶液法制备的钙钛矿太阳能电池是低成本、轻量化及可穿戴电源的潜力之选,其制备工艺的便携性、可扩展性与图案化能力是应用推广与落地的关键。在此,谭付瑞教授团队提出了一种基于马克笔的大面积、可图案化、可循环钙钛矿薄膜书写技术。基于上述无掩模、无激光工艺制作的马克笔书写碳电极钙钛矿太阳能组件,在刚性基底和柔性基底上分别实现了16.3%和14.5%的光电转换效率。
IMDEANanoscience(马德里)、EPFL、蔚山科技大学和其他合作者的研究人员最近开发了一种钙钛矿太阳能电池,其认证效率为25.2%,接近目前26.7%的世界纪录。还制造了一个25平方厘米的微型模块,在1,100小时后仍有22.1%的效率,保持了85%以上的初始性能—对于放大的钙钛矿器件来说,这是一个令人印象深刻的结果。这标志着向商业化迈出了一步,因为新材料克服了长期存在的效率损失和不稳定性等问题,这些问题限制了钙钛矿的部署。
在卤化物钙钛矿研究领域中,缺陷辅助复合通常被视为一级复合过程,即复合速率与载流子浓度呈线性关系。文章亮点挑战传统认知:文章指出,浅缺陷在卤化物钙钛矿中可能主导非辐射复合过程,而非传统认为的深缺陷。浅缺陷的存在使得复合行为更接近二次方依赖,而非线性。理论与实验结合:通过结合第一性原理计算、SRH统计理论与瞬态/稳态光致发光数据,文章提供了浅缺陷对光致发光量子效率和衰减动力学的定量分析框架。
本研究中国台湾国立成功大学郭宗枋等人探讨了钙钛矿基发光二极管在储存过程中的降解机制,发现即使在相对惰性的环境下,也会随时间形成不发光的电致发光暗区。分析表明,阴极降解是阻碍电荷注入并驱动这些图案形成的主导因素。这项工作确定了Al阴极降解是PeLED储存稳定性的主要限制因素,并强调了稳定电极材料和界面工程在延长钙钛矿光电器件寿命方面的潜力。
溶液法制备的钙钛矿太阳能电池具有大规模生产的巨大潜力,但制备大面积高结晶度的钙钛矿薄膜仍是一个主要挑战。功能性氟基团与钙钛矿物种的协同配位作用限制了复杂中间相的形成,并促进了具有高结晶度和高相纯度的空间定向钙钛矿薄膜的形成。
金属卤化物钙钛矿薄膜的制备目前严重依赖反溶剂的使用。本研究提出了一种真空淬火结合晶体生长调节剂的方法,该方法无需反溶剂和二甲基亚砜,通过形成含非晶态络合物的中间膜,实现了对锡钙钛矿晶体生长的调控。大面积制备与模块化应用:实现了最大7.5×7.5cm的均匀锡钙钛矿薄膜制备,并成功构建了活性面积为21.6cm的七电池模块,展示了其良好的可扩展性与产业化潜力。
文章亮点多功能分子协同界面调控:PPFES分子通过磺酸根与钙钛矿中未配位Pb形成强Lewis酸碱配位,有效钝化表面缺陷;全氟烷基尾部提供优异疏水性,显著增强器件耐湿性。创纪录的高填充因子与效率:器件填充因子高达86.39%,达到S-Q极限的95.6%,冠军PCE为25.32%,是目前高效p-i-nPSCs中的最高水平之一。



