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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
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
柔性轻质钙钛矿薄膜太阳能电池
西安交通大学
2021-04-10
反式钙钛矿太阳能电池的研究
随着环境问题的日益加剧，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，高效、经济的光伏技术也成为了当前学术研究和产业发展的热点之一。近年来，一种新型光伏技术——钙钛矿太阳能电池以其易制备、低成本和高效率的特点走入人们的视野，成为新型光伏技术的新宠。短短七年之内，钙钛矿太阳能电池的光电转换效率实现了跨越增长，从最初的3.8%提升至现在的22%以上，表现出了极大的优势和潜力。 钙钛矿太阳能电池分为正式（n-i-p）和反式（p-i-n）两种结构。常规的正式器件通常需要致密或介孔氧化物作为电子传输层，其制备工艺相对复杂，且与柔性基底的兼容性不好。相比较而言，反式结构器件因制备工艺简单、可低温成膜、无明显回滞效应等优点受到越来越多的关注，但是其光电转换效率还稍显不足。
北京大学
2021-04-11
钙钛矿太阳能电池空穴传输材料
研究了由美国亚利桑那大学教授Dominic V. McGrath团队合成的两种具有相同取代基但是取代基位置不同的钛酞菁材料在钙钛矿太阳能电池上的表现，通过计算模拟发现外围取代基在酞菁分子上空间位阻更小，由此使得取代基的旋转角度与震动幅度更大，π-π堆积能力降低。数据表明，非外围取代的酞菁在钙钛矿层上具有更好的结晶能力、成膜能力、空穴提取能力以及抑制
南方科技大学
2021-04-14
高效率钙钛矿太阳能电池模块
上海交通大学
2021-04-11
关于非铅钙钛矿太阳能电池的研究
首次制备出了基于非铅双钙钛矿Cs2AgBiBr6的高质量薄膜及其太阳能电池。对于传统的铅基钙钛矿材料，其结构为APbX3, 如果用一个一价金属和三价金属来代替两个铅，即可形成结构式为A2M+M3+X6的双钙钛矿，又名冰晶石。双钙钛矿是一个非常庞大的家族，理论计算可以形成这种组合的有超过9000种，目前有350种已经被合成。根据计算，有11材料有潜力用于光伏器件。目前已经被合成的有5种左右，但是鲜有双钙钛矿电池报到。其主要原因在于很难制备高质量的双钙钛矿薄膜。通过自己搭建的低压辅助设备首次制备出了高质量的双钙钛矿Cs2AgBiBr6薄膜，研究发现，该薄膜的热稳定性远远好于传统的铅基有机－无机杂化钙钛矿材料。将其用做吸光层，制备出了平面异质结太阳能电池。基于该薄膜的电池在空气中有很好的稳定性，对于无空穴传输层的器件在空气中放置超过4个月其效率没有衰减。说明双钙钛矿在太阳能电池的应用中有非常大的潜力。相关成果发表在《Advanced Science》 （The Dawn of Lead-Free Perovskite Solar Cell: Highly Stable Double Perovskite Cs2AgBiBr6 Film, Adv. Sci. 2018, 5(3), 1700759）。
北京大学
2021-04-11