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钙钛矿叠层太阳能电池
近几年，有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池（有机卤化物太阳能电池）技术引起了业界的广泛关注。在不到10年时间内，这类电池的单节光电转化效率已突破20%。2017年国家十三五新材料发展报告中也把钙钛矿列为“目前最先进的光伏材料”。钙钛矿太阳能电池的原料成本极其低廉，同时，该技术的加工工艺也相对简单，关键工艺采用低温涂布，耗能低、污染少。这些优异的特点使其成为理想叠层电池技术的有力竞争者，可与晶硅电池构建叠层太阳能电池。
测算显示，采用钙钛矿叠层太阳能电池技术，在生产成本提高9%的情况下，光电转换效率可提高近50%。钙钛矿叠层电池技术可赋予晶硅或薄膜太阳能电池产业巨大的利润空间，在光伏行业应用前景广阔。国家发改委能源局新近发布的“能源技术革命创新行动计划（2016-2030）”已经将钙钛矿太阳能电池技术的开发列为十七项“重要创新行动”之一。
北京理工大学
2022-03-03
钙钛矿叠层太阳能电池
近几年，有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池（有机卤化物太阳能电池）技术引起了业界的广泛关注。在不到10年时间内，这类电池的单节光电转化效率已突破20%。2017年国家十三五新材料发展报告中也把钙钛矿列为“目前最先进的光伏材料”。钙钛矿太阳能电池的原料成本极其低廉，同时，该技术的加工工艺也相对简单，关键工艺采用低温涂布，耗能低、污染少。这些优异的特点使其成为理想叠层电池技术的有力竞争者，可与晶硅电池构建叠层太阳能电池。
测算显示，采用钙钛矿叠层太阳能电池技术，在生产成本提高9%的情况下，光电转换效率可提高近50%。钙钛矿叠层电池技术可赋予晶硅或薄膜太阳能电池产业巨大的利润空间，在光伏行业应用前景广阔。国家发改委能源局新近发布的“能源技术革命创新行动计划（2016-2030）”已经将钙钛矿太阳能电池技术的开发列为十七项“重要创新行动”之一。
其小尺寸叠层产品模块经过近6年时间在不同光电转换效率的晶硅底电池上进行叠层工艺加工，目前已经实现了超过22%的光电转化效率，在原有晶硅电池光电转化效率上提升20%-44%。同时在与工业化相关的稳定性、封装工艺、大面积涂布等方向积累了大量技术成果。实验室小试全套路线已经完全走通，全面进入中试阶段。
北京理工大学
2023-05-09
世界纪录效率全钙钛矿叠层太阳能电池
利用钙钛矿材料制备高效率低成本太阳电池
一、项目分类
重大科学前沿创新、关键核心技术突破
二、成果简介
南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授团队瞄准“碳达峰、碳中和”国家重大需求，致力于高效率新型光伏技术的基础和应用研究，两年内连续四次创造全钙钛矿叠层太阳电池光电转换效率的世界纪录，并被国际权威的《Solar cell efficiency tables》收录。
2019年，研究团队率先突破全钙钛矿叠层制备瓶颈，提出新型隧穿结结构，实现了器件制备过程的大幅简化和性能的大幅提升，最终实现了24.8%的光电转换效率；2020年，团队通过材料改性和结构优化实现了大面积叠层电池24.2%的效率。
近期，研究团队提出增强窄带隙钙钛矿晶粒表面缺陷钝化的新策略，叠层电池经国际权威机构认证其转换效率高达26.4%。同行专家高度评价该研究工作“在利用钙钛矿材料制备高效率低成本太阳电池中迈出了重要的一步”。
相关成果发表于Nature (2022)和Nature Energy (2019、2020)等国际顶级期刊，入选“中国半导体十大研究进展”和“中国光学十大进展”，部分技术已实现科技成果转化，推动了我国新型钙钛矿太阳电池的产业化。
南京大学
2022-08-12
一种钙钛矿太阳电池及其制备方法
本发明公开了一种钙钛矿太阳电池及其制备方法，该太阳电池 自下而上依次包括，透明电极、介孔 p-i-n 结构框架和对电极，其中所 述的介孔 p-i-n 结构框架由 n 型半导体层、绝缘层和 p 型半导体层依次 层叠构成，所述 n 型半导体层、所述绝缘层和所述 p 型半导体层均包 含介孔，所述 n 型半导体层、绝缘层、p 型半导体层的介孔内均填充 有钙钛矿材料。其制备方法依次包括：在透明导电基底上通过旋涂法 或丝网印刷法
华中科技大学
2021-04-14
一种机械叠层ALSB/CIS薄膜太阳电池
一种机械叠层ALSB/CIS薄膜太阳电池,属于一种半导体薄膜太阳电池的结构设计,它是由ALSB顶电池机械叠合在CIS底电池上而成的双结四端薄膜太阳电池。其中ALSB顶电池,指的是在CORNING 7459玻璃上先沉积N型掺铝氧化锌导电层,然后沉积氧化锌高阻层,再沉积硫化镉缓冲层,随后沉积锑化铝吸收层以及碳纳米管涂层作为透明导电层,最后,沉积镍/铝栅线而制成的太阳电池;而CIS底电池,指的是在SODA LIME玻璃上沉积钼,然后沉积吸收层硒铟铜,再沉积缓冲层硫化镉,随后沉积高阻氧化锌和掺铝氧化锌,最后沉积与顶电池相同形状和大小的镍/铝栅线而制成的太阳电池。采用上述结构的叠层电池,可以选择性地吸收和转化太阳光谱的不同区域的能量,扩展光谱响应的范围,有效地提高薄膜太阳电池的转换效率。
四川大学
2021-04-11
利用材料基因工程技术加速钙钛矿太阳电池成分筛选
利用四通道连续喷墨打印机，结合钙钛矿成膜特性和原理，开发了一种适用于混合钙钛矿薄膜制备的高通量连续喷墨打印技术。四种前驱体对应四通道喷头，每种喷头可以打印一种成分，在同一玻璃基底上依次打印，通过控制每个喷头的打印点进而形成不同组分钙钛矿薄膜。整个打印过程可以通过系统软件控制，实现全自动混合打印。打印的薄膜成品质量高，能够进行物相、光学吸收和荧光强度
南方科技大学
2021-04-14
钙钛矿光伏材料/钙钛矿太阳能电池
2021 年 3 月 26 日，Science（《科学》）在线发表了西北工业大学黄维院士团队的研究成果 Stabilizing black-phase formamidinium perovskite formation at room temperature and high humidity。此项研究独创性地提出以一种多功能的“离子液体”作为溶剂来替代传统的有毒的有机溶剂制备钙钛矿光伏材料，用这一方法制备的材料具有稳定性高、制备工艺简单等优势。相关研究成果解决了传统钙钛矿光伏材料制备过程中的世界性难题，实现了光伏领域的重大突破。离子液体及其制备的钙钛矿太阳能电池 团队研发的可折叠柔性电子产品。目前，全球以“光伏”为代表的可再生能源产业链驶入发展快车道。其中，钙钛矿光伏功不可没，它相比传统太阳能电池板中使用的硅晶体，不仅更便宜、更轻薄、可变型，同时成本也更低廉、更环保，在应用范围上将产生颠覆性变革。因此，钙钛矿光伏材料的研究已经成为各国科学家追逐的“热点”。“未来，沙漠腹地、楼宇外墙、手机等都不再需要传统电池，只需要一块更低廉、更清洁，薄如纸张的钙钛矿太阳能电池就能够满足所需。同时，还可以应用在柔性可穿戴、航天器搭载等重要领域。” 团队“大师兄”晁凌锋对钙钛矿光伏材料应用前景充满信心。 黄维院士团队致力于钙钛矿光伏材料研究，通过原始创新解决材料不稳定、光电转化率不高、工艺制备复杂且污染性较高等卡脖子难题。
西北工业大学
2021-04-13
钙钛矿太阳能电池
该工作打破了基于有机小分子为空穴界面层的倒置型钙钛矿电池最高效率记录，为发展高效、稳定的钙钛矿太阳能电池提供了新思路和材料体系。
南方科技大学
2021-04-14
钙钛矿太阳能电池技术
钙钛矿太阳能电池作为新型光伏技术，需要在“效率-成本-寿命”三个方面与市场化成熟的晶硅太阳能电池或者CdTe薄膜太阳能电池获得比较优势，才有可能实现规模化应用。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
钙钛矿太阳能电池是2009年诞生的新型光伏技术，短短10来年时间，其光电转换效率提升十分迅猛，几乎追平了商业化发展多年的多晶硅、CIGS、CdTe等太阳能电池。并且，钙钛矿太阳能电池不包含稀缺元素，材料和工艺成本低廉，量产后组件成本有望达到晶硅太阳能电池的50%-70%。目前，国内外均投入了大量研发资金，头部企业预期在2年内实现第一代钙钛矿光伏产品的量产。推动廉价、高效的钙钛矿太阳能电池产业化，对于获得廉价的可再生能源，具有重要的现实意义。
太阳能电池的用途方向主要包括：消费电子、移动电源、分布式光伏发电、地面电站等领域。钙钛矿太阳能电池作为新型光伏技术，需要在“效率-成本-寿命”三个方面与市场化成熟的晶硅太阳能电池或者CdTe薄膜太阳能电池获得比较优势，才有可能实现规模化应用。钙钛矿太阳能电池目前有很多技术分支，其中，本成果采用基于稳定Bi基金属电极的反式平面结构，在兼顾实现“效率-成本-寿命”产业化三要素方面具有独特优势。
华中科技大学
2022-07-26
高效钙钛矿电池
通过在阴极界面处引入高稳定性系列金属乙酰丙酮化合物能够有效增强电子抽取能力。通过紫外光电子能谱(UPS)、凯尔文探针（SKPM）、荧光淬灭谱（PL）等一系列表征手段，验证了金属乙酰丙酮化合物能起到很好的界面能带弯曲和金属表面功函调节功能，从而促进电子的高效转移。电池效率由12%提高到18%，小面积冠军电池效率达到18.69%，而且无明显回滞现象。该效率值在平面结钙钛矿电池中极具竞争力。同时区别于之前报道的界面层材料，金属乙酰丙酮化合物成本低，且具有很高的化学稳定性和热稳定性，因此在电池制造工艺和后续电池应用环境中非常稳定。这不仅显著增强电池自身的稳定性而且大大拓展了钙钛矿电池的工艺窗口，对钙钛矿电池大面积生产至关重要。基于这一点，制备的大面积电池效率达到了16.01%。值得一提的是，电池所有制备工艺都是简单溶液法，而且温度都低于100oC，这也为钙钛矿柔性电池技术的开发打下基础。
南方科技大学
2021-04-13