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太阳能电池演示器
宁波浪力仪器有限公司（余姚市朗海科教仪器厂）
2021-08-23
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
关于钙钛矿太阳能电池中光增强的离子迁移现象的研究
利用实验室自行搭建的温度，光强，电场三场共同调制的集成测试系统，对CH3NH3PbI3薄膜进行了变温(17-295K)和不同光强(0-20mW/cm2)下的恒电流测试，发展了一整套将钙钛矿材料中的电子电导与离子电导分离开来的方法。通过系统和定量分析，得到了CH3NH3PbI3在不同光强下离子迁移的活化能数据。发现随着光强的增强(从0增大到20mW/cm2)，活化能降低了五倍左右(0.82 to 0.15eV)。这强有力的证明了离子迁移在光照下得到了显著增强，而离子迁移的增强会导致更多的缺陷态产生，从而导致电池效率的下降。
北京大学
2021-04-11
太阳能电池增效薄膜材料
太阳能电池的光电转换效率是评判太阳能电池性能的重要参数之一，在国外实验室 最高转换效率已达 24.8%，而国内最高为 19.79%。为了改善太阳能电池的性能，必须提 高太阳能电池的转换效率。而太阳能电池转换效率损失的主要原因是由于表面上的光反 射作用，太阳光不能全部都入射到太阳电池中去，导致电子一空穴对的产生率不高。减 少反射就成为增加太阳能电池光电转换效率的重要途径。 同济大学研究了在太阳能电池光电板外制备减反射涂层来增加太阳能转化效率的方 法。减反射薄膜的镀制是相关课题组纳米多孔材料应用的主要方向之一，具有近十年的 技术积累，相关的成果已被用于国家的激光武器。基于以上基础及优势，通过涂布二氧 化硅减反射膜，可使电池总体光电转换效率明显提高。
同济大学
2021-04-11
染料敏化太阳能电池
Ø 第三代太阳能电池技术中，染料敏化太阳能电池（DSSC）技术是其中重要的研究项目，其最大优点在于制作简单、原材料便宜、应用范围较大、捕获太阳光的能力较强，适合生产BIPV（建筑一体化光伏）系统。据估算，染料敏化太阳能电池（DSSC）的成本远低于硅电池的成本，能在昏暗甚至是室内人工照明的环境下发挥作用，而晶体硅系统和其他薄膜技术几乎不可能做到这一点。课题组成员多年来从事染料敏化太阳能电池的研究和开发工作，针对染料敏化太阳能电池用无机纳米粉体和薄膜的制备和表征，电解质制备和应用，染料敏化太阳
北京理工大学
2021-01-12
全聚物太阳能电池
设计了两种基于双噻吩酰亚胺的n-型聚合物受体材料（见图a）。这两种材料在场效应晶体管中都能达到1 cm2 V−1 s−1 左右的电子迁移率，但是其分子结构的微小变化对太阳能电池性能有巨大影响。研究发现，通过并环的方式将双噻吩酰亚胺结合起来，能够极大的提升聚合物太阳能电池的器件性能，能量转换效率最高可达到6.85%，同时实现较大的开路电压1.04 V（见图b），这是萘（苝）酰亚胺体系以外的聚合物太阳能电池的最好结果。 通过一系列材料和器件表征手段发现，双噻吩酰亚胺并环使得聚合物半导体具有更窄的带隙、更低的导带能级、更高的共面性和结晶度，从而使得并环聚合物半导体具有更高的电子迁移率。同步辐射表明，并环使得高分子半导体在场效应晶体管和太阳能电池器件中具有更合适的分子空间取向（图 2），从而有利于电荷的有效提取，取得更大的电流值和实现更高的能量转化效率。研究结果表明并环设计是实现高性能聚合物n-型材料的有效途径，为新型受体材料设计提供重要参考依据。
南方科技大学
2021-04-13