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在反式钙钛矿太阳能电池研究中的突破性成果
钙钛矿太阳能电池分为正式（n-i-p）和反式（p-i-n）两种器件结构。相比于正式器件，反式结构器件因制备工艺更加简单、可低温成膜、无明显回滞效应、适合与传统太阳能电池（硅基电池、铜铟镓硒等）结合制备叠层器件等优点，受到越来越多的关注。但是，反式结构器件也存在一些显著不足，例如，开路电压与理论值差距较大、光电转换效率相对偏低，这主要是由于器件中存在大量的缺陷所导致。这些缺陷主要存在于钙钛矿活性层中、钙钛矿活性层与电荷收集层界面处，造成了光生载流子的非辐射复合，进而致使能量损失严重，最终限制了开路电压的提升和光电转换效率的改善，制约了该类结构器件的发展。针对反式结构钙钛矿太阳能电池在光电转换效率上存在的瓶颈，朱瑞研究员、龚旗煌院士与合作者展开研究，首次提出了“胍盐辅助二次生长”方法，开创性地实现了钙钛矿薄膜半导体特性的调控，显著降低了器件中非辐射复合的能量损失，在提升器件开路电压方面取得了突破，首次在反式结构器件中获得了超过1.21 V的高开路电压（材料带隙宽度~1.6 eV）。同时，在不损失光电流和填充因子等性能参数的情况下，显著提高了反式结构钙钛矿电池的光电转换效率——实验室最高效率达到21.51％。经中国计量科学研究院认证，器件的光电转换效率也高达20.90%，这是目前反式结构钙钛矿太阳能电池器件效率的最高记录。该结果为提升反式钙钛矿太阳能电池器件效率、推进该类新型光伏器件的应用化发展提供了新思路。这种制备技术也有望进一步拓展到钙钛矿叠层太阳能电池以及钙钛矿发光器件中，具有潜在的应用前景和商业价值。
北京大学
2021-04-11
基于醋酸铅前驱体的高效率钙钛矿太阳能电池
近年来，随着环境和能源问题的日益加剧，太阳能以其清洁、可再生的优势引起了科研界和产业界的广泛关注。其中，钙钛矿太阳能电池作为下一代光伏中的新宠，具有易制备、低成本和高效率等特点。短短几年之内发展迅猛，目前最高认证光电转换效率已达22.1%。一般来说，制备钙钛矿活性层最为常见的铅源材料是卤化铅。最近有研究表明，醋酸铅作为较具潜力的传统卤化铅的替代物，价格更为低廉。无需复杂的反溶剂法，只需短暂低温退火即可得到超平整致密的钙钛矿薄膜。这样简单的制备工艺显示出了它的优越性。然而迄今为止，基于醋酸铅前驱体的钙钛矿太阳能电池相比较于其它已经报道的基于传统卤化铅前驱体的平面结钙钛矿太阳能电池在转换效率方面稍显不足。
北京大学
2021-04-11
一种碳对电极钙钛矿太阳能电池及其制备方法
本发明公开了一种碳对电极钙钛矿太阳能电池，该电池包括光 阳极、对电极和空穴传输层，对电极为碳布，该碳布依次经过 NiO 前 驱体混合溶液浸渍处理以及反应处理，从而使该碳布上均匀浓密的附 着由 NiO 纳米片构成的空穴传输层；所述碳布嵌入在光阳极中的 TiO2 多孔层内。还提供了制备碳对电极钙钛矿太阳能电池的方法，包括空穴传输层制备步骤，在前驱体混合溶液中对碳布执行浸渍处理，接着 执行反应处理，将粘附有所述前驱体混合溶液的碳布置入高压反应釜 中反应；然后取出碳布进行清洗和干燥；最后执行退火处理，获得附
华中科技大学
2021-04-14
不对称酞菁在钙钛矿太阳能电池上的应用
课题组制备的酞菁材料中存在四种异构体，而异构体的存在降低了酞菁薄膜的结晶质量，由此导致器件性能并不均一且效率很难进一步提升，限制了其在钙钛矿太阳能电池上的进一步发展与应用。 为此，课题组从分子设计角度出发，通过亚酞菁扩环合成获得了没有异构体的四丁基取代锌酞菁，并通过核磁共振氢谱的表征验证了锌酞菁的相纯度。课题组进一步将酞菁材料应用在钙钛矿电池器件上，发现其性能更加均一，并且比有异构的酞
南方科技大学
2021-04-14
“face-on”排列酞菁在钙钛矿太阳能电池上的应用
许宗祥团队曾报道了一系列八甲基修饰金属酞菁（Nano Energy 2017, 31, 322–330；J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 24416–24424；Organic Electronics 2018, 56, 276–283），在钙钛矿层上形成面面堆积（Face-on）分子构型，极大提高了载流子迁移速率，在同等条件下比非面面堆积构型酞菁光电转换效率提高了50%以上。但该类酞菁分子有机溶解性差，只能通过蒸镀工艺制备器
南方科技大学
2021-04-14
低成本制备高效硅薄膜太阳电池关键技术研发
南开大学 1978 年在国内率先开展非晶硅材料及其电池的研究，该技术获得天津市技术发明二等奖。自“六五”至“九五”期间，连续 4个五年国家科技攻关计划，获科技部重点攻关和天津市科委的支持，经过 20 余年潜心研发，硅基薄膜太阳电池性能跻身世界先进行列。于 2003 实现非晶硅电池产业化。 2000 年始，在国内率先开展新一代硅薄膜电池的研究。2007 年，该成果实现技术转移生产。 2009 年，研制成功我国首套基于自主专利技术的、衬底面积0.79m2、线列式 5 室连续 VHF-PECVD 系统及相应中试生产线及其组件制造技术。成为国际上为数不多可开展大面积新一代硅基薄膜太阳 电池研究的单位。 2011 年，开发出年产能 2 兆瓦、具有自主知识产权的、我国首条年产能 2 兆瓦的非晶硅/非晶硅锗/微晶硅叠层电池生产线及其组件生产技术。生产出的太阳电池组件效率达 9.59%，将新一代硅薄膜电池技术推向产业化。
南开大学
2021-02-01
低成本制备高效硅薄膜太阳电池关键技术研发
南开大学 1978 年在国内率先开展非晶硅材料及其电池的研究，该技术获得天津市技术发明二等奖。自“六五”至“九五”期间，连续 4 个五年国家科技攻关计划，获科技部重点攻关和天津市科委的支持， 经过 20 余年潜心研发，硅基薄膜太阳电池性能跻身世界先进行列。 于 2003 实现非晶硅电池产业化。 2000 年始，在国内率先开展新一代硅薄膜电池的研究。2007 年， 该成果实现技术转移生产。 2009 年，研制成功我国首套基于自主专利技术的、衬底面积 0.79m2、线列式 5 室连续 VHF-PECVD 系统及相应中试生产线及其 组件制造技术。成为国际上为数不多可开展大面积新一代硅基薄膜太 阳电池研究的单位。 2011 年，开发出年产能 2 兆瓦、具有自主知识产权的、我国首条 年产能 2 兆瓦的非晶硅/非晶硅锗/微晶硅叠层电池生产线及其组件生 产技术。生产出的太阳电池组件效率达 9.59%，将新一代硅薄膜电池 技术推向产业化。
南开大学
2021-04-11
碲化镉薄膜太阳电池的产业化制造技术
本成果包含如下内容：高转换效率的小面积碲化镉太阳电池制造技术，面积为1200mm×600mm 的碲化镉太阳电池组件规模化生产技术，年产30-50MW碲化镉太阳电池生产线及关键设备的设计。 主要技术指标： 组件效率超过12%。 应用范围： 用于太阳能直接发电，建立大规模光伏电站或小型户用光伏发电系统。国家扶持光伏发电系统的建设，每年新建在10GW以上。由于是薄膜太阳电池，出口不会受到限制。 项目目前已进入产业化阶段，成果权属为我校独自拥有。
四川大学
2021-04-11
一种柔性碲化镉薄膜太阳电池制造方法
一种柔性碲化镉薄膜太阳电池结构，本项发明所属领域为新型 能源。为了降低碲化镉太阳电池的成本，扩大电池的应用范围，柔性 碲化镉太阳电池将是未来发展方向之一。柔性碲化镉电池面临的难题 之一是如何解决金属背电极与碲化镉薄膜欧姆接触，即寻找一种材 料，加入到金属电极与碲化镉薄膜之间，有利于p载流子传输。本发 明是采用石墨烯作为碲化镉层与金属电极层的过渡层，充分利用石墨 烯载流子传输速度高、力学性能好的特点。将结晶石墨进行化学清洗， 用带胶的聚酰亚胺薄膜剥离石墨，使得一层石墨烯粘附于聚酰亚氨表 面。在此基础上再溅射沉积碲化镉，惰性气体保护下CdCl2退火，溅 射沉积硫化镉和ITO薄膜。制作出的柔性碲化镉薄膜电池具有重量 轻、成本低的优点。
四川大学
2021-04-11
具有碲钼多层复合薄膜的碲化镉太阳电池
具有碲钼多层复合薄膜的碲化镉太阳电池，属于新能源材料与器件领域。这种太阳电池采用一种碲钼多层复合薄膜作为碲化镉太阳电池的无铜过渡层。一方面，由于过渡层具有碲的析出相，因此在碲化镉退火后，无需采用湿法工艺获得富碲层。如果采用干法工艺，也无需单独沉积一碲层。另一方面，过渡层具有碲化钼的主相，作为p型半导体，与碲化镉价带不连续很小，可起到很好的过渡作用，实现碲化镉与金属电极间的欧姆接触。采用上述结构的太阳电池，避免了化学腐蚀，实现了低电阻接触，可有效提高太阳电池的性能和改善器件的长效稳定性。
四川大学
2016-10-25