三结钙钛矿光伏电池效率创新高 #抽屉IT

中国科研团队刷新大面积全钙钛矿光伏组件光电转化效率世界纪录

中国科研团队刷新大面积全钙钛矿光伏组件光电转化效率世界纪录据谭海仁介绍，钙钛矿是新型太阳能电池的重点研发方向之一。和传统晶硅材料相比，钙钛矿光伏组件更轻、更薄，具有可弯曲、半透明等良好特性，应用场景更丰富。近年来，谭海仁课题组一直致力于研究钙钛矿，取得小面积电池光电转化效率28%、大面积叠层组件光电转化效率21.7%等成果。“叠层组件由带隙不同的子电池堆叠而成，窄带隙子电池能够吸收宽带隙子电池吸收不了的光，理论上，叠层组件的光电转化效率应该更高，21.7%这个结果显然不能令人满意。”论文共同第一作者、南京大学2019级直博生高寒告诉记者，实验室制备的小面积电池只有1平方厘米左右，而真正具有商用价值的是组件，所以必须突破大面积叠层组件的效率关。难点在于窄带隙钙钛矿薄膜的生产工艺。“窄带隙钙钛矿薄膜的结晶过程太快，不好控制，大面积制备时，会出现薄膜不均匀的问题。而且钙钛矿的结晶过程上下不同步，容易导致薄膜的底部产生大量缺陷。”高寒说。这是南京大学谭海仁课题组研制的全钙钛矿光伏组件实物。（受访者供图）为了解决这个问题，谭海仁课题组在前驱体溶液中加入了甘氨酰胺盐酸盐，它能够减缓钙钛矿的结晶速率，将薄膜的制备时间延长到原来的10倍左右，并且能自发诱导修复底部缺陷。高寒表示，用这种办法制造的窄带隙钙钛矿薄膜，与宽带隙钙钛矿薄膜结合后，所形成的叠层组件面积达20.25平方厘米。经过国际权威第三方机构测试，该组件取得24.5%的光电转化效率，相关数据被国际《太阳能电池效率表》收录，目前尚无同类组件打破该纪录。谭海仁表示，此次突破为后续发展打下了技术基础，“我们还将不断尝试制备面积更大、效率更高的全钙钛矿光伏组件，向着产业化的目标踏实前进。”（记者陈席元） ... PC版：手机版：

新型混合型钙钛矿太阳能电池寿命更长、效率更高

新型混合型钙钛矿太阳能电池寿命更长、效率更高几十年来，硅一直是太阳能电池的首选材料，但这种技术的理论效率上限（略低于 30%）已开始受到影响。在过去 15 年左右的时间里，钙钛矿作为一种有前途的挑战者崭露头角，其效率迅速接近硅，而且更便宜、更轻、更灵活。但是，任何事物都有其缺陷：在暴露于自然环境中的情况下，钙钛矿太很脆弱，往往会很快分解。当然，这对于每天置于户外直射阳光下的产品来说并不理想，因此找到稳定这种材料的方法非常重要。中国浙江大学的科学家们现已开发出一种坚固的新型钙钛矿太阳能电池。新设计采用了一种被称为高熵混合钙钛矿（HEHP）的结构，这种结构基本上结合了有序的无机层和无序的有机层，从而增强了其对水和热应力的抵抗力。在测试中，这种电池在光照 1000 小时后仍能保持 98% 的效率，据计算，这种电池还能保持同样的轨迹超过 5000 小时。最初的效率达到了 25.7%，这在许多太阳能电池类型中都是可圈可点的。研究小组表示，这种特殊的钙钛矿材料应该适用于各种不同的电池结构。加上正在开发的其他保护涂层和添加剂，使它们具有更长的使用寿命，就能真正为包晶体太阳能电池"踩刹车"。这项研究发表在《自然-光子学》杂志上。来源：浙江大学 PV Magazine ... PC版：手机版：

新型材料将钙钛矿太阳能电池效率提升到22%

新型材料将钙钛矿太阳能电池效率提升到22% 该方法由位于巴西包鲁的圣保罗州立大学（UNESP）的研究人员开发，涉及使用一类被称为 MXenes 的材料，这是一类具有类似石墨烯结构的二维材料，结合了过渡金属、碳和/或氮，以及氟化物、氧或羟基等表面官能团。它们的特性包括高导电性、良好的热稳定性和高透射率（与通过物质而不被反射或吸收的光量有关）。联合国教科文组织欧洲空间科学中心开发的方法涉及使用一类名为"MXenes"的材料。资料来源：CDMF在这项研究中，MXeneTi3C2Tx被添加到聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中以形成钝化涂层，并被旋涂在倒置太阳能电池的包晶层上。钝化涂层旨在减少多晶固体（本例中为钙钛矿）因与环境相互作用或其内部结构而可能产生的缺陷。过氧化物太阳能电池具有层状结构，层的顺序（结构）对其性能至关重要。在倒置太阳能电池中，设备的结构是相反的，以确保阳光照射到过氧化物层时具有较高的光学透明度。Ti3C2Tx的使用将电池的功率转换效率从 19% 提高到 22%。它还提高了电池的稳定性，与对照电池（无钝化层）相比，电池的寿命延长了三倍，且性能未受影响。对于文章的第一作者、联合国教科文组织材料科学与技术研究生项目的硕士研究生 João Pedro Ferreira Assunção来说，这些结果令人惊讶，因为该项目的最初目的仅仅是补救因添加绝缘钝化层而导致的性能下降。目前，有关过氧化物太阳能电池的研究主要集中在如何设计大规模工业生产系统，以制造稳定的高性能电池。"这篇文章表明，在大规模生产条件下添加 MXene 是可行的，并指出了实现这一目标的方法。文章还介绍了我们探索的几种电学、形态学和结构表征技术，以加深对这一类复杂设备的行为和功能的科学理解，"Assunção说。他补充说，这项研究是朝着生产清洁能源、减轻环境影响以及使巴西成为领先的太阳能电池工业生产国等可持续发展目标迈出的充满希望的一步。编译自:ScitechDaily ... PC版：手机版：

中国石油工程材料院钙钛矿电池实现 26.2% 以上光电转换效率

中国石油工程材料院钙钛矿电池实现 26.2% 以上光电转换效率据证券时报，近日，中国石油工程材料研究院新能源光伏技术团队宣布，经第三方权威机构认证，其自主研制的 1.50 电子伏特（eV）单结钙钛矿太阳能电池，实现了 26.2% 以上的光电转换效率，超越美国国家可再生能源实验室（NREL）目前统计的该类型电池最高转换效率纪录。据悉，为进一步提高光电转换效率，工程材料院新能源光伏技术团队针对本征强极性钙钛矿与非极性有机电子传输层不兼容等问题，开发了系列偶极精确可调的界面连接层分子，成功将钙钛矿太阳能电池的光电转换效率提升到新高度。同时，该技术团队在理论效率更高的全钙钛矿叠层电池和钙钛矿 / 晶硅叠层电池研究上，也取得了重要突破，并加快推动其产业化进程。

中国科学家制备效率超25.6%稳定钙钛矿太阳能电池

中国科学家制备效率超25.6%稳定钙钛矿太阳能电池目前钙钛矿太阳能电池（PSCs）因优异的光电性能等特点，在新一代光伏发电领域颇有应用前景，是当前光伏产业研究重点，已实现26%以上的光电转换效率。然而，有机-无机杂化钙钛矿的结晶过程较为复杂。中间相的参与，如混合溶剂相和δ相，使得制备出均匀和高结晶度的钙钛矿膜具有挑战性，晶格畸变等问题会影响性能和寿命。科学家研究发现，Hydantoin多种官能团对钙钛矿前驱体的协同作用，抑制了溶剂中间相及δ相钙钛矿的生成，形成了钙钛矿光学活性相具有高结晶度且集中out-of-plane取向的钙钛矿膜，并抑制了多种缺陷以及载流子非辐射复合。基于Hydantoin辅助结晶制备出的钙钛矿太阳能电池，不仅效率超过25.66%，而且具有良好的环境稳定性。在标准测量条件下的最大功率点输出1600小时，钙钛矿太阳能电池仍保持初始效率的96.8%。中科院表示，这项研究成果发表在期刊《先进材料》（Advanced Materials）上；研究工作得到国家自然科学基金和国家重点研发计划等的支持。 ... PC版：手机版：

中科大团队研发的钙钛矿电池稳态效率26.7% 创造新世界纪录