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苏州大学李亮教授等: 效率超过25%的钙钛矿太阳能电池综述

已有 906 次阅读 2024-4-18 09:50 |个人分类:能源材料与器件|系统分类:科研笔记

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文章介绍>>

金属卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)被认为是最有前途的光伏器件之一,其配置可分为n–i–p(正式)和p–i–n(倒置)结构。在过去几年中,钙钛矿电池发展迅速,认证的功率转换效率已达到26.1%,达到其他商用太阳能电池的标准。然而,到目前为止,只有几十项研究实现了>25%的光电转换效率。尽管有许多综述从不同的角度介绍了钙钛矿太阳能电池,但仍没有文章关注并系统地综述超高效率钙钛矿太阳能电池。为了钙钛矿光伏产业的进一步发展,必须储备大量掌握最新技术的优秀人才。本文系统地综述了高效率PSCs(>25%)的最新进展。从电子传输层(ETL)、空穴传输层(HTL)、钙钛矿层及其之间的界面开始,重点阐述了晶体调控、缺陷钝化、界面和结构设计在设计、制备高效率PSC中的重要性。最后,我们基于当前的研究结果提出了一些观点,以进一步提高PSC的效率并促进其商业化。微信图片_20240418094915.png总体上,大多数高效率的PSCs都采用多种策略以同时解决组份层和界面的问题,相应的开路电压(Voc)、短路电流(Jsc)和填充因子(FF)都不能低,且至少有一个尤为突出的参数。在后续的研究中,从PSCs的效率的角度,需要做出更多的努力:1. 更深入地理解钙钛矿晶体生长和缺陷钝化机制、设计更有效的器件和能带结构。2. 结合其他太阳能电池的优势构建叠层太阳能电池(如Si/钙钛矿、钙钛矿/Cu(InGa)Se2和全钙钛矿叠层太阳能电池),以突破单节PSCs的理论效率极限。3. 实现高效率都是使用成熟的旋涂方法制备小面积(低于0.1 cm2)器件,而大面积(超过100 cm2)器件效率仍远低于实际应用的要求。4. 最重要的一点提出普适的方法解决钙钛矿中缺陷、界面、离子迁移和结构相变等引起的长期运行不稳定性的问题。通过上述努力有助于推动PSCs尽快的商业化和工业化。

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Citation:

Cao F, Bian L, Li L. Perovskite solar cells with high-efficiency exceeding 25%: a review. Energy Mater. Devices, 2024, 2(1), 9370018.

DOI:

https://doi.org/10.26599/EMD.2024.9370018



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