海南大学研究员荣耀光说,钙钛矿太阳能电池具有柔性、质轻等特点,在阴天等弱光条件下也能发电。不久前,经国家光伏产业计量测试中心认证,海南大学可再生能源光电材料与器件团队自主研发的单结钙钛矿电池稳态光电转换效率达27.32%,在较短时间内取得了第三代光伏技术领域的突破。目前,团队正和材料专家合作,定制透红光光谱的柔性半透明钙钛矿太阳能电池,接下来可用于水果大棚,智能调控棚内温度与光线,提升果实糖度。
效率瓶颈下的曙光实验室里,小面积全钙钛矿串联电池效率已达26.4%,模块效率也突破19.1%。地面反射光(反照率)成为“神助攻”:即使在反射能力极弱的深色砂岩地面,双面电池的实际发电量已超越单面电池!若地面反射够强,发电量增益最高可达惊人的40-50%!随着工艺持续优化与规模化推进,双面全钙钛矿串联电池有望成为击穿光伏成本临界点的“尖刀”——让清洁电力的普及,真正迎来加速度时代。
能级精确调控:三氟甲基强吸电子效应诱导界面电荷位移,使NiO功函数负移,与钙钛矿能级偏移降至0.01eV。结论展望本研究通过三齿共价锚定分子3F-PTES,实现了NiO界面缺陷钝化与能级对齐的协同优化,推动倒置钙钛矿太阳能电池效率与稳定性同步提升。未来,通过进一步优化分子设计与规模化制备工艺,该策略有望为高效稳定钙钛矿光伏器件的商业化提供新路径。
氟掺杂氧化锡玻璃是钙钛矿太阳能电池商业化中最具潜力的基底之一,但其粗糙表面导致空穴传输层覆盖不均匀的问题长期存在。该研究为FTO基p-i-nPSCs的高效、高稳定性及可重复制备提供了新思路。文章亮点总结互补型HTL设计:PTAA与SAM在FTO粗糙表面的分区覆盖,解决了单一材料无法均匀覆盖的难题,降低界面能量损失。卓越稳定性:未封装器件在持续1000小时光照老化测试后效率零衰减,为FTO基p-i-nPSCs的工业化提供了可靠方案。
本研究印度理工学院SormathMahato和SamitK.Ray等人通过双Cs校正高角度环形暗场扫描透射电子显微镜,首次在原子尺度上揭示了混合卤化物钙钛矿纳米晶中Ruddlesden-Popper缺陷的精确结构。RPFs和晶界的应变分析表明,这些缺陷未引入深能级陷阱,反而通过局域载流子增强了辐射复合。文章亮点原子级缺陷调控:首次通过HAADF-STEM实现RPFs和GBs的原子级成像,揭示其无深能级陷阱特性,为缺陷工程提供新视角。
倒置(p-i-n)钙钛矿太阳能电池(PerSCs)相较于传统(n-i-p)结构,有望克服传输层的吸湿性限制。然而,其性能和稳定性常受限于疏水性空穴传输层的润湿性差及钙钛矿中的非辐射复合问题。本研究宁夏师范学院魏娟娟、阎云,北京化工大学于润楠和谭占鳌等人采用新型π共轭有机碱金属离子盐(Phen-OX)作为界面修饰材料,其兼具疏水性配体骨架和亲水性碱金属离子基团,具有两亲性。通过Phen-OX修饰阳极界面,可显著改善聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)表面的润湿性,并提升钙钛矿薄膜质量。此外,Phen-OX中的菲咯啉单元能与钙钛矿中未配位的Pb²⁺缺陷配位,抑制非辐射复合。同时,Phen-OX还促进钙钛矿结晶,最终实现效率达25.50%的高性能器件,并显著提升稳定性。
低n值准二维钙钛矿具有优异的稳定性,但其电荷传输效率较低。文章亮点:高效与稳定兼得:通过酪氨酸调控低n值相(n≤3),同时提升准二维钙钛矿的稳定性和效率。载流子传输突破:Tyr增强层间电荷耦合,载流子扩散长度超1μm,电子迁移率提升4倍,器件滞后效应显著降低。大规模应用潜力:72.47cm组件实现20.28%认证效率,为目前大面积准二维钙钛矿器件的最高纪录,展示了商业化前景。
然而,在多变量相互关联的复杂实验中实现高质量钙钛矿层的优化极具挑战。此外,研究还展示了发射面积为9.0cm的大面积深蓝光PeLEDs,为高性能钙钛矿显示技术的商业化提供了可行路径。
据科技日报8月10日报道,昆明理工大学研究人员开发出一种新型晶界稳定技术,成功解决了钙钛矿太阳能电池长期面临的效率与稳定性瓶颈问题,为高效太阳能电池的产业化应用提供了关键支撑。钙钛矿太阳能电池因成本低、光电转换效率高,被视为下一代光伏技术的核心方向。针对这一挑战,昆明理工大学研究团队提出了创新解决方案。这一成果有效破解了钙钛矿电池“短命”难题,为其在实际场景中的应用奠定了基础。
在这项工作中,通过SCAPS1D系统地研究了所提出的器件的结构,包括功率转换效率、HTL厚度、钙钛矿层、ETL以及温度、串联和分流电阻。所获得的器件具有1.46eV的开路电压,27.53mA/cm2的短路电流密度,填充系数为83.58%,效率为33.68%。HTL、钙钛矿吸收层和ETL的优化厚度分别为0.2、1.8和0.02微米(μm),而优化后每一层的掺杂浓度为1021/cm3。这项研究凸显了无铅钙钛矿在下一代太阳能电池中的潜力,并表明通过仔细的材料选择和优化可以获得高效率。



