化工仪器网手机版
移动端访问更便捷
刷新世界纪录！我国全钙钛矿叠层电池光电转换效率达24.5%
2024年02月29日 10:45:05
来源：化工仪器网 作者：羊舌木 点击量：15477
使用该方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，相较之前约1平方厘米的钙钛矿小面积电池明显增大，并且大幅提升钙钛矿薄膜的载流子寿命，有效提升了窄带隙子电池的光电性能。
【化工仪器网 项目成果】钙钛矿是一种常见的晶体结构材料，因为分子结构式ABX3与矿物质钛酸钙CaTiO3相似而得名。钙钛矿是新型太阳能电池的重点研发方向之一。同时，钙钛矿电池以其高效率、低成本、制备工艺简单等特点，被认为是极具潜力的高效率低成本光伏技术之一，在未来的光伏发电技术中将占据重要的地位。
从产品路线来看，钙钛矿电池可分为单结电池和叠层电池。单结钙钛矿电池指只有一个PN结的钙钛矿太阳能电池，叠层电池包括全钙钛矿叠层，或者钙钛矿与晶硅叠层。从技术路线来看，目前钙钛矿-晶硅叠层电池最为接近产业化，其中与异质结叠层匹配度最好、效率最高。
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。不过，光伏界的普遍共识是，全钙钛矿叠层电池才是钙钛矿的终极方案。
钙钛矿叠层太阳能电池由电极、钙钛矿吸光层、空穴传输层、电子传输层等结构堆叠而成，宽带隙钙钛矿薄膜和窄带隙钙钛矿薄膜是叠层电池中重要的吸光层。当前，窄带隙钙钛矿薄膜的均匀制备是制约大面积组件性能提升的关键问题。
南京大学谭海仁教授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。然而，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。
突破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。
为了解决这个问题，研究团队在制备窄带隙钙钛矿薄膜时，根据钙钛矿结晶生长理论，筛选了20多种添加剂，最终发现具有缓冲剂特性的两性离子甘氨酰胺盐酸盐可以同时实现铅锡钙钛矿的结晶调控和埋底界面钝化，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。
使用该方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，相较之前约1平方厘米的钙钛矿小面积电池明显增大，并且大幅提升钙钛矿薄膜的载流子寿命，有效提升了窄带隙子电池的光电性能。
当前钙钛矿成本仍然较高，技术进步以及规?；型当尽Ｏ嘟嫌诖车木Ч璧ソ崽裟艿绯?，钙钛矿叠层太阳能电池生产成本更低、更节能，其轻量化、柔性化的特点使其更容易弯折，使用场景更多。该研究成果有效推动了钙钛矿叠层太阳能电池的商业化进程。
(资料参考来源：人民日报)
相关阅读 Related Reading
查看更多+-
锂电池高效环保回收新工艺：可回收92%以上的关键金属 环保优势显著
近日，美国伍斯特理工学院研究团队开发出一种高效环保、可规?；τ玫娘胱拥绯鼗厥招鹿ひ眨绯鼗厥湛倭诵碌穆肪?。2025-07-23 13:26:36 -
近期，由我国牵头制定的硅基负极材料国际标准正式发布，有助于推动全球锂离子电池行业的技术进步和产业升级。2025-07-18 10:36:01
-
近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员胡林华团队在水系锌离子电池凝胶电解质研究方面取得新进展。研究人员采用了亲锌增...2025-06-25 10:50:56
-
近日，中国科学院大连化学物理研究所研究人员研发出厚度仅为3微米的高稳定性超薄聚合物膜材料，将全钒液流电池的工作电流密度提升至300...2025-06-23 11:42:52
-
大连化学物理研究所太阳能研究部(DNL16)李灿院士团队提出了光电-热电双效应耦合的思路，并发现了光伏效应与热电效应的耦合机制，实...2025-06-19 13:45:14
-
，昆明理工大学材料科学与工程学院陈江照教授和何冬梅教授团队在高性能钙钛矿太阳能电池领域取得重要进展，成功在钙钛矿太阳能电池稳定性上...2025-06-17 17:23:32
版权与免责声明
- ①凡本网注明“来源：化工仪器网”的所有作品，均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：化工仪器网”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
- ②本网转载并注明自其他来源（非化工仪器网）的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品第一来源，并自负版权等法律责任。
- ③如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
