瑞士开发出高效率钙钛矿型太阳能电池低成本制造技术等

瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员开发出了能够以大幅低于以往的成本制造转换效率高达20.2%的钙钛矿太阳能电池的技术。
　　据了解,钙钛矿太阳能电池的原型是由二氧化钛和染料等构成的染料敏化型太阳能电池。其区别是,钙钛矿太阳能电池使用钙钛矿材料而非“染料”,其空穴输送（HTL）材料不使用碘溶液,大多使用Spiro-OMeTAD等特殊材料。钙钛矿太阳能电池中使用的钙钛矿材料由铅和有机材料构成,比较便宜,而HTL材料价格高昂,大幅提高了钙钛矿太阳能电池的成本,制约了其发展与应用。瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员使用的FDT材料价格较为便宜,仅为已有钙钛矿型太阳能电池用HTL材料的1/5,且合成简单,提纯较为容易,并实现了20.2%的转换效率,突破了钙钛矿太阳能电池的发展瓶颈。     

能源与环保

正我国二维钙钛矿太阳能电池研究取得进展中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室与陕西师范大学的研究人员合作,在二维(2D)钙钛矿太阳能电池研究领域取得了新进展,有助于推动钙钛矿太阳能电池的商业化应用。与3D钙钛矿电池材料相比,2D有机无机杂化钙钛矿材料拥有可调的光电性能和优异的环境稳定性。但由于2D钙钛矿材料存在吸收系数低、电荷传输能力差和激子结合能大等问题,导致其光伏性能差,电池效率较低。研究人员通过在2D(BA)_2(MA)_3Pb_4I_(13)钙钛矿材料     

瑞士开发出高效率钙钛矿型太阳能电池低成本制造技术

正瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员开发出了能够以大幅低于以往的成本制造转换效率高达20.2%的钙钛矿太阳能电池的技术。据了解,钙钛矿太阳能电池的原型是由二氧化钛和染料等构成的染料敏化型太阳能电池。其区别是,钙钛矿太阳能     

氨甲环酸对于CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池性能优化

研究不同摩尔分数氨甲环酸的CsPbI₂Br钙钛矿前驱液旋涂退火制得的钙钛矿吸光层薄膜对钙钛矿电池器件性能影响。在实验中检测出当前驱液中氨甲环酸摩尔分数达到0.5%时,钙钛矿吸光层薄膜的微观形貌,薄膜结晶性及光生载流子迁移率均得到明显改善,CsPbI₂Br基钙钛矿电池器件光电转化效率为12.14%达到最佳。因此,CsPbI₂Br钙钛矿太阳能电池中加入适量的氨甲环酸是一种优化吸光层薄膜,提高钙钛矿太阳能电池性能的可靠途经。     

MXene修饰层对钙钛矿太阳能电池影响研究

过渡金属碳化物和氮化物(MXene)作为二维材料家族的新成员,由于具有高导电性、高迁移率、可调结构和表面官能团丰富等优点,引起了广泛关注。该文在电子传输层和钙钛矿光吸收层之间引入Ti₃C₂T_x (一种典型的MXene)作为界面修饰层,用于制备高性能钙钛矿太阳能电池。结果显示,引入MXene界面修饰层的电池与参比电池相比,钙钛矿晶粒平均尺寸从0.46 μm增大至1.16 μm,开路电压、短路电流密度和填充因子均有提升,光电转换效率从15.78%提升到19.39%,证明引入MXene界面修饰层是提高钙钛矿太阳能电池性能的一种有效方法。     

浸泡法制备MA_(1-x)FA_xPbI_3钙钛矿太阳能电池

自钙钛矿太阳能电池问世以来,因其成本低、制作工艺简单、光电转化效率高等优点,成为太阳能电池领域的研究热点。对钙钛矿太阳能电池的核心——钙钛矿层优化的研究,是电池光电转化效率提升的关键。通过浸泡法,获得MA-FA掺杂的钙钛矿层,使电池的光电转化效率相对参比电池提高了25%,最高达到15.2%。此外,这种工艺还能够在开路电压不明显降低的情况下,显著提升短路电流。FA+掺杂极大地改善了钙钛矿薄膜的结晶性和表面形貌,既有利于电子和空穴的传输,又对其禁带宽度有良好的调节作用。     

钙钛矿太阳能电池的研究进展

以钙钛矿材料作为光吸收层的太阳能电池是一种广受关注的新型太阳能电池,其光电转换效率从2009年的3.8%快速增加到2014年的19.3%。本文总结了钙钛矿材料的光电性质和制备方法,然后重点介绍了钙钛矿太阳能电池的结构及通过对各载流子传输层的优化以提高器件的性能,分析了其研究趋势及需要解决的问题。     

双溶液法制备钙钛矿薄膜及其太阳能电池性能

在高湿度空气环境中,通过不同质量浓度的碘甲胺溶液与PbI_2薄膜反应制备钙钛矿薄膜与电池器件,研究碘甲胺质量浓度对薄膜形貌和太阳能电池性能的影响机理,发现高浓度碘甲胺溶液有利于纳米晶粒的致密薄膜生成,而低浓度碘甲胺溶液则形成带孔的微米晶粒薄膜,均不利于制备高性能钙钛矿电池.为克服单一溶液反应存在的问题,在改进的双溶液旋涂法中,利用8 mg/m L低浓度的碘甲胺溶液与PbI_2薄膜反应10 s,再分别用15和30 mg/m L碘甲胺溶液对薄膜后处理,获得了晶粒粒径大,且致密的钙钛矿薄膜,碘化铅残留很少.相应的,在空气中制备的钙钛矿太阳能电池展示了更好的光电转化性能.     

钙钛矿太阳能电池ABX_3层研究进展

有机-无机杂化钙钛矿(ABX_3)太阳能电池光电转化效率自2009年3.8%增长到目前的22.1%,从而获得了基础研究和应用领域科学家的广泛关注。由于钙钛矿材料具有合适且可调的带隙、较强的光吸收、较高的载流子迁移率等优良的光电性能,使其在光电领域的应用更加广泛。本文首先介绍了钙钛矿太阳能电池的发展历程、器件结构的演变过程以及基于钙钛矿太阳能电池ABX_3层材料制备与改进的最新工作进展,并详细综述了对钙钛矿晶体的A位、B位以及X位分别采用不同的离子进行替换、掺杂,发现不同的掺杂工艺对钙钛矿太阳能电池影响各异。此外,我们认为深入研究钙钛矿的相转变和稳定性将有利于获得高效的太阳能电池,有助于理解其工作机理。     

添加剂对钙钛矿太阳能电池性能的影响

为了钝化甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)钙钛矿薄膜表面的缺陷,在PbI2前驱液中引入氨基锂(LiNH_2)作为添加剂制备钙钛矿电池器件,对其电学性能、表面形貌、结晶性、紫外可见光谱和荧光光谱进行测试分析,考察不同质量分数LiNH_2对钙钛矿太阳能电池性能的影响。结果表明:LiNH_2含有孤对电子,能够钝化钙钛矿缺陷,有利于光生激子的解离,提高器件的光电效率及稳定性;当LiNH_2质量分数为2%时获得了最优的器件性能,与无添加剂的器件相比,钙钛矿电池器件的开路电压(Voc)从0.96 V提升至1.00 V,短路电流(Jsc)从18.47 mA/cm~2增加至20.24 mA/cm2,填充因子(FF)从0.53提高到0.63,光电转换效率(PCE)由9.4%提升至12.6%,器件没有回滞现象。     

ZrO2 与TiO2 介孔薄膜对碳基介孔型钙钛矿太阳能电池的 性能影响

通过旋涂ZrO_2与TiO_2混合浆料,制备钙钛矿太阳能电池介孔层。以孔径较大的ZrO_2/TiO_2混合介孔薄膜(MIX)为基底制备了晶粒较大的甲胺铅碘(MAPbI3)钙钛矿光吸收层。以致密TiO_2薄膜为电子传输层,石墨/碳黑为对电极,制备了钙钛矿太阳能电池。比较了ZrO_2单层介孔、Ti O2单层薄膜、TiO_2+ZrO_2双层介孔与ZrO_2/TiO_2单层混合介孔的钙钛矿太阳能电池的性能。结果表明,用MIX制备的钙钛矿太阳能电池表现出最高的光电转换效率(PCE)和良好的长期稳定性。     

能源与环保

<正>美国研发全透明光伏太阳能电池集中器美国密歇根州立大学的研究人员通过研究,利用人类肉眼无法识别的光线,成功开发出了完全透明的太阳能集中器。其能够将任何窗口或玻璃替换成光伏太阳能电池。通常,光伏太阳能电池的透明度越高,能源转换效率就越低。但为了实现太阳能电池在建筑物窗户上的应用,在节约空间的同时产生电能,研究人员开发出了这种完全透明的太阳能电池集中器。其薄膜由能够吸收特定波长的紫外线和红外线等人类肉眼无法察觉的太阳能     

薄膜太阳能电池技术产业化

NASA格伦研究中心的光电与空间环境分部从事薄膜太阳能电池技术的研究.1989年,格伦研究中心与爱荷华薄膜技术公司合作,利用SBIR计划项目提供的5万美元研究经费,开发航空航天用的轻质和柔性的薄膜太阳能电池,研制出用非晶硅材料制造的柔性薄膜太阳能电池.     

化合物半导体薄膜太阳能电池研究现状及进展

薄膜太阳能电池具有节约原材料、衬底成本低、转换效率高、性能稳定等优点,近年来得到了快速发展。本文从发展历史及现状、结构特征及制备方法、优缺点等几个方面对碲化镉薄膜太阳能电池、铜铟硒薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、铜锌锡硫薄膜太阳能电池等化合物半导体薄膜太阳能电池进行了对比分析, 指出提高转换效率、降低成本、解决实用化过程中的关键问题等是薄膜太阳能电池的发展趋势及挑战。       

面向平板结构钙钛矿太阳能电池的金属氧化物综述

作为平板结构钙钛矿太阳能电池的电荷传输层，金属氧化物薄膜对器件性能有重要影响. 系统性概述平板结构钙钛矿太阳能电池对金属氧化物薄膜形貌、电学、光学、化学及热等物理特性要求，并对目前在高效钙钛矿太阳电池制备中最有前景的金属氧化物电子传输层及空穴传输层材料特性及代表性工作进行总结. 针对大多数金属氧化物迁移率低、表面缺陷多及能级匹配差的问题，分析元素掺杂、表面改性、复合薄膜设计等手段解决的相关进展. 总结目前金属氧化物薄膜沉积技术现状及优缺点，探讨今后薄膜沉积技术发展、改进方向. 对低温沉积金属氧化物薄膜在柔性器件方面的应用进行展望.     

钙钛矿敏化TiO_2-SrTiO_3纳米棒太阳能电池的制备及性能研究

采用简单的水热法在FTO(掺杂氟的SnO_2导电玻璃(SnO_2:F))衬底上直接合成了一维取向的单晶金红石型二氧化钛薄膜,然后使用二氧化钛纳米棒作为模板和反应物Sr(OH)_2作为锶源,通过水热反应成功在TiO_2纳米棒阵列的表面沉积了SrTiO3立方纳米颗粒。并以TiO_2-SrTiO_3作为工作电极,钙钛矿型的CH_3NH_3PbI_3和CsSnI_(2.95)-F_(0.05)分别作为光敏剂和电解质组装敏化太阳能电池。通过调整煅烧温度和二次水热反应中Sr(OH)_2溶液的浓度,钙钛矿敏化太阳能电池的光电转换性能有明显改善,最高效率达到0.34%,是未经SrTiO_3修饰样品的2倍。     

太阳能小屋的优化设计

太阳能发电是利用光伏组件的光生伏特效应,将光能转化为电能.光伏电池组件所产生的直流电需要经过逆变器转换成220V交流电才能供家庭使用.光伏电池的发电量受诸多因素影响,因此光伏电池的铺设问题对太阳能的利用具有重要意义.本文首先把铺设电池的实际问题转化为数学问题,针对太阳能小屋光伏电池板的选择和铺设的实际问题,采用图解分析法、整数线性规划、非线性规划和分枝定界法建立数学模型,最终解决了光伏电池在小屋外表面的优化铺设问题.     

36cm～2

正我国在钙钛矿电池研发方面取得重要突破。上海交通大学与苏州黎元新能源科技有限公司合作,利用拥有自主知识产权的关键技术,获得了面积36cm~2、能量转化效率12.1%的电池组件,是世界上获得认证的钙钛矿电池组件效率最高纪录。     

上海建成太阳能电池生产基地

太阳能可以为人类提供用之不竭的“清洁电”。太阳能发电目前在我国还是新兴产业,如果有更多的家庭和企业使用太阳能供电系统,不仅有利于环保,还将大大缓解用电矛盾。由上海航天局所属的上海太阳能科技有限公司投资建设的国内最大的太阳能电池生产基地在上海建成。新建成的太阳能电池生产线,采用当今最先进的太阳能利用技术,年生产能力可达10兆瓦以上的供电量。据介绍,太阳能发电系统最适合夏季的用电高峰期,一套功率为3000瓦的太阳能电池发电系统即可满足一户普通家庭的基本用电需求。目前,上海已开始广泛应用太阳能航标灯、高速公路警示灯…     

太阳能光伏电池问世

最近,我国最大的 100～ 125瓦太阳能光伏电池组件在上海交大诞生,具有自主知识产权、可年产 2兆瓦晶体太阳能电池关键设备及生产线也通过了专家鉴定,而实验性生产的近 5万瓦太阳能光伏电池组件已经出口到瑞士等国家。 　　这条太阳能光伏电池生产线是我国自主研制的全国产业化生产线,已经研制成功并生产出的 125瓦太阳能光伏电池组件是目前我国自产的最大规格的太阳能光伏电池组件,同时这条生产线上也已经能够批量生产与进口产品同等性能的,用透明封装材料制成的晶体硅太阳能玻璃幕墙,填补了国内空白。 太阳能光伏电池问世@WJ.0105…