脆弱的钙钛矿薄膜下表面被证明对钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性有害,这主要是因为钙钛矿薄膜下表面处容易产生应变、空隙和缺陷,进而影响载流子在埋底界面处的有效提取。然而,钙钛矿下表面的研究总是被忽视。鉴于此, 2023 6 21 日复旦大学蔚安然 & 詹义强于 A dvanced Functional Materials 刊发通过预埋甲酸铯稳定钙钛矿下表面以实现高效稳定的太阳能电池的研究成果。本文报道了一种简单有效的策略,通过将甲酸铯( CsFo )预埋到二氧化锡电子传输层中来稳定钙钛矿下表面。研究发现,铯离子和甲酸离子的协同作用会导致应变弛豫、空洞消除和缺陷减少,从而促进载流子有效提取。基于甲脒钙钛矿太阳能电池的冠军效率从 23.34% 提高到 24.50% 。同时,紫外线、热和运行稳定性同步增强。最后,对甲脒铯基钙钛矿太阳能电池进行了研究,以确认该预埋 CsFo 策略的有效性,制备的冠军器件表现出 25.03% 的高效率和 85.65% 的高填充因子。

(文章链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202303742

成果二:通过下转换材料调节光谱响应策略提高柔性钙钛矿太阳能电池效率

聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN) 因其更好的化学稳定性和更高的温度耐受性而被广泛应用于柔性钙钛矿太阳能电池 (F-PSC) 中。然而, PEN 中的萘环会吸收波长小于 380 nm 的紫外光,导致该区域的透射率变差,这会显著降低柔性钙钛矿太阳能电池的功率转换效率。鉴于此,复旦大学詹义强 & 蔚安然 & 苏州大学唐建新于 Nano Energy 刊发通过下转换材料调节光谱响应策略提高柔性钙钛矿太阳能电池效率的研究成果,采用了一种新策略,即在 PEN 柔性衬底之前引入紫外 - 可见光下转换材料,将不能透过 PEN 衬底的紫外光转换为能够透过 PEN 衬底的蓝光,从而增加紫外区域的光谱响应,明显提升了器件的光电流。采用该策略的柔性钙钛矿太阳能电池效率从 22.19% 增加到 22.81% ,同时,由于 PEN 衬底对紫外光的过滤作用,基于 PEN 衬底的器件表现出良好的紫外稳定性。有趣的是,由于下转换材料的疏水性,该器件的防潮特性也得到了改善。这种新颖的策略在外部使用下转换材料而不改变内部器件架构,这也广泛适用于其他类型的柔性太阳能电池。

(文章链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285523004561

成果三:基于光伏全国重点实验室平台的柔性组件研究

柔性组件具有质轻价廉、高功率质量比、可卷对卷制备、可与穿戴设备集成、以及适配不同外形的建筑等优势,因而其具备更大的发展潜力和更广阔的应用场景。借助于光伏全国重点实验室平台,我们团队的科研人员在常州天合光能公司的协助下,开展了柔性组件的研究工作,分别在孔径面积 2 6.95平方厘米 的刚性和柔性模组上,实现 2 0.6% 1 5.8% 的反扫效率,为下一步制备更高效率的柔性组件打下良好基础。