太强了！中国学者同期连发四篇钙钛矿光伏Nature

知光谷 · 公众号 · · 2024-10-15 09:10

正文

2024年10月14日 Nature刊登了四篇钙钛矿太阳能电池领域的文章

文章一

在过去十年中，钙钛矿太阳能电池快速发展。然而，目前仍缺乏系统性研究来探讨用于硅太阳能电池工作寿命评估的经验规则是否适用于钙钛矿太阳能电池。由于报道的暗态自修复效应，研究者普遍认为钙钛矿太阳能电池在日夜循环条件下表现出更高的稳定性。然而， 苏州大学李耀文&张晓宏&林雪平大学高峰等人 发现高效FAPbI 3 钙钛矿太阳能电池在自然日夜循环模式下的降解实际上要快得多，这是由于钙钛矿在工况下因热胀冷缩而产生的晶格应变，在连续光照模式下会逐渐松弛，而在日夜循环的模式下会同步循环。通过引入苯硒氯（Ph-Se-Cl）来调节钙钛矿在日夜循环期间的晶格应变，经过改性后，器件的认证效率达到了26.3%，且在循环模式下的T80寿命提高了10倍。

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08161-x

文章二

近年来，钙钛矿已被广泛应用于串联式单片叠层太阳能电池（TSCs）中，以突破单结太阳能电池所受的Shockley–Queisser极限。然而，WBG钙钛矿太阳能电池通常表现出比常规钙钛矿太阳能电池更高的电压损失，其中一个主要障碍来自钙钛矿/C60界面的界面复合。 中科院化学所李永舫&孟磊&波茨坦大学Felix Lang等人 开发了一种新的表面钝化剂——环己烷1,4-二碘二铵（CyDAI2），它天然包含两种异构结构，铵基位于己烷环的同侧或异侧（分别表示为顺式CyDAI2和反式CyDAI2），顺式CyDAI2钝化处理减少了带隙为1.88 eV的WBG钙钛矿太阳能电池的准费米能级分裂（QFLS）与开路电压（Voc）之间的不匹配，并将其Voc提升至1.36 V。将经顺式CyDAI2处理的钙钛矿与带隙为1.24 eV的窄带隙有机活性层相结合，所构建的单片钙钛矿/有机叠层太阳能电池表现出26.4%的PCE（经认证为25.7%）。

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08160-y

文章三

获得高质量、微米级的钙钛矿薄膜是实现高效稳定的p-i-n型钙钛矿太阳能电池的关键， 北京大学朱瑞&龚旗煌&牛津大学Henry J. Snaith&剑桥大学Samuel D. Stranks&宁波东方理工大学Han Bing&北京航空航天大学Luo DeYing等人 报告了一种有效方法，通过在稳定的气氛中让高Miller指数指数取向的晶粒在低米勒指数取向的晶粒上生长，形成连贯的晶界，从而制备出高质量、微米级的甲脒基钙钛矿薄膜。所得微米级钙钛矿薄膜的晶界和晶粒均得到优化，小面积太阳能电池的效率达到了26.1%。1cm2器件和5×5cm2组件的效率分别达到了24.3%和21.4%。器件在四个不同季节均表现出高度的可重复性。封装后的器件在室温下的光和热应力条件下展现出卓越的长期稳定性。

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08159-5