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：

突破极限：串联太阳能电池转化效率超过20%

突破极限：串联太阳能电池转化效率超过20% 这项研究发表在 2024 年 3 月 4 日出版的《能源材料与器件》杂志上。光伏技术是一种利用太阳光并将其转化为电能的技术，因其提供清洁的可再生能源而广受欢迎。科学家们不断努力提高太阳能电池的功率转换效率，即效率的衡量标准。传统单结太阳能电池的功率转换效率已超过 20%。要使单结太阳能电池的功率转换效率达到肖克利-奎塞尔极限以上，需要更高的成本。然而，通过制造串联太阳能电池，可以克服单结太阳能电池的肖克利-奎塞尔极限。利用串联太阳能电池，研究人员可以通过将太阳能电池材料堆叠在一起获得更高的能源效率。研究小组利用一种名为硒化锑的半导体，致力于制造串联太阳能电池。过去对硒化锑的研究主要集中在单结太阳能电池的应用上。但研究小组知道，从带隙的角度来看，这种半导体可能被证明是串联太阳能电池的合适底部电池材料。"硒化锑是一种适用于串联太阳能电池的底部电池材料。然而，由于使用硒化锑作为底部电池的串联太阳能电池的报道很少，因此人们很少关注它的应用。"中国科学技术大学材料科学与工程学院教授陈涛说："我们用它作为底部电池组装了一个具有高转换效率的串联太阳能电池，证明了这种材料的潜力。与使用单层半导体材料的单结太阳能电池相比，串联太阳能电池吸收阳光的能力更强。串联太阳能电池能将更多的太阳光转化为电能，因此比单结太阳能电池更节能。"演示概念验证串联太阳能电池，该电池由硒化锑和宽带隙过磷酸钙作为底部和顶部子电池吸收材料组成。通过优化顶部电池的透明电极和底部电池的制备工艺，该装置实现了超过 20% 的功率转换效率。来源：《能源材料与器件》，清华大学出版社研究小组制作了具有透明导电电极的过氧化物/硒化锑串联太阳能电池，以优化光谱响应。他们通过调整顶部电池透明电极层的厚度，获得了超过 17% 的高效率。他们通过引入双电子传输层，优化了硒化锑底部电池，实现了 7.58% 的功率转换效率。当他们用机械方法将顶部和底部电池组装成四端串联太阳能电池时，功率转换效率超过了 20.58%，高于独立子电池的功率转换效率。他们的串联太阳能电池具有出色的稳定性和无毒成分。陈说："这项工作提供了一种新的串联器件结构，并证明硒化锑是一种很有前景的吸收材料，可用于串联太阳能电池的底部电池应用。"展望未来，研究小组希望努力开发集成度更高的双端串联太阳能电池，并进一步提高器件性能。"硒化锑的高稳定性为制备两端串联太阳能电池提供了极大的便利，这意味着它在与多种不同类型的顶层电池材料搭配时可能会取得良好的效果。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

澳大研究优化混合维度钙钛矿太阳能电池

澳大研究优化混合维度钙钛矿太阳能电池 #澳门大学 澳门大学应用物理及材料工程研究院教授邢贵川的团队联合深圳大学苏陈良教授的团队揭示了提高混合二维／三维钙钛矿体系光电转换的效率和稳定的关键因素，从而提高有关太阳能电池的商业应用价值。该研究成果已发表于国际知名学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）。 近十多年来，卤化物钙钛矿凭借其优异的半导体特性成为光伏领域的研究前沿...

佳能计划2025年量产新涂层 钙钛矿太阳能电池寿命可翻倍

佳能计划2025年量产新涂层 钙钛矿太阳能电池寿命可翻倍 作为第三代太阳能电池技术的佼佼者，钙钛矿型太阳能电池以其轻质、可弯曲、高自由度以及低生产设备需求等特性，展现出巨大的市场潜力和成本优势。然而，钙钛矿型太阳能电池的一大挑战在于其钙钛矿层晶体结构容易受到水、热、氧等环境因素的侵蚀，导致耐用性受限。为了克服这一难题，佳能公司开发了一种独特的功能材料涂层。这种涂层的厚度在100至200纳米之间，远超传统涂层的几十纳米厚度，能够在保持高光电转换效率的同时，有效覆盖并保护钙钛矿层，抵御外界环境的不利影响。目前，佳能已向部分太阳能电池制造商提供样品，并计划于2025年开始量产这一创新涂层。这一技术的商业化应用，预计将为太阳能电池行业带来深远的影响。通过提高太阳能电池的使用寿命和稳定性，佳能的新涂层技术有望推动整个行业向更高效、更环保的方向发展。 ... PC版： 手机版：

新材料可大幅提高太阳能电池板的效率

新材料可大幅提高太阳能电池板的效率 美国利哈伊大学的一个研究小组创造了一种材料，它可以大大提高太阳能电池板的效率。使用这种材料作为太阳能电池活性层的原型显示出 80% 的平均光电吸收率、很高的光激发载流子生成率以及前所未有的高达 190% 的外部量子效率 (EQE)这远远超过了硅基材料的肖克利-奎塞尔理论效率极限，并将光伏量子材料领域推向了新的高度。Chindeu Ekuma。资料来源：利哈伊大学物理学教授 Chinedu Ekuma 在《科学进展》（Science Advances）杂志上发表了他与利哈伊大学博士生 Srihari Kastuar 合作开发这种材料的论文。先进的材料特性这种材料的效率飞跃主要归功于其独特的"中间带态"，即材料电子结构中的特定能级，使其成为太阳能转换的理想选择。这些态的能级在最佳子带间隙内，即材料能有效吸收阳光并产生电荷载流子的能量范围，约为 0.78 和 1.26 电子伏特。此外，这种材料在电磁波谱的红外线和可见光区域的高吸收率表现尤为出色。以 CuxGeSe/SnS 为活性层的薄膜太阳能电池示意图。资料来源：Ekuma 实验室/利哈伊大学在传统太阳能电池中，最大 EQE 为 100%，即每吸收一个太阳光光子，就能产生和收集一个电子。然而，过去几年中开发的一些先进材料和配置已证明能够从高能光子中产生和收集一个以上的电子，即 EQE 超过 100%。斯里哈里-卡斯图阿尔，利哈伊大学。资料来源：利哈伊大学虽然这种多重激子生成（MEG）材料尚未广泛商业化，但它们有可能大大提高太阳能发电系统的效率。在 Lehigh 开发的材料中，中间带态能够捕获传统太阳能电池通过反射和产热等方式损失的光子能量。材料开发与潜力研究人员利用"范德华间隙"（层状二维材料之间的原子级微小间隙）开发出了这种新型材料。这些间隙可以限制分子或离子，材料科学家通常利用它们来插入或"插层"其他元素，以调整材料特性。为了开发新型材料，利哈伊大学的研究人员在硒化锗（GeSe）和硫化锡（SnS）制成的二维材料层之间插入了零价铜原子。Ekuma 是计算凝聚态物理方面的专家，在对该系统进行了大量计算机建模并证明其理论前景后，他开发了这一原型作为概念验证。他说："其快速反应和更高的效率有力地表明了铜掺杂GeSe/SnS作为一种量子材料在先进光伏应用中的使用潜力，为提高太阳能转换效率提供了一条途径。这是开发新一代高效太阳能电池的理想候选材料，将在满足全球能源需求方面发挥至关重要的作用。"虽然将新设计的量子材料整合到当前的太阳能系统中还需要进一步的研究和开发，但埃库马指出，用于制造这些材料的实验技术已经非常先进。随着时间的推移，科学家们已经掌握了将原子、离子和分子精确插入材料的方法。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

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：