关闭广告

Nature|尺寸与光电转换效率创世界纪录,上海科学家团队携手龙头企业突破大尺寸钙钛矿光伏模组产业化关键技术

上观新闻1767人阅读

近日,《nature》在线发表了上海交通大学环境科学与工程学院赵一新教授团队题为“a matrix-confined molecular layer for perovskite photovoltaic modules”的研究论文。

该研究创新性地提出一种“基质限域分子层”型空穴传输层构型新概念,突破了传统自组装单分子层(sam)型空穴传输层体系中面临的分子聚集、堆叠和结晶的本征限制,创制了分子适用性广、工艺推广性高的电荷传输层新技术路径,解决了基于自组装电荷传输层的钙钛矿光伏模组制备过程中面临的薄膜不均匀、界面不稳定难题。最终,通过与宁德时代21c创新实验室合作,该研究成功实现光电转换效率超过20%的1m×2m大尺寸钙钛矿光伏模组,创造了当前该领域的世界纪录。


打开百度APP畅享高清图片

金属卤化物钙钛矿材料具有优异的光电特性及光伏应用潜力。近年来,得益于sam型空穴传输层的发展,钙钛矿光伏的器件效率进展显著,实验室小面积器件的光电转换效率已媲美晶硅光伏。但sam分子本征特性使其具有团聚结晶的倾向,在制备中难以克服分子间的聚集与堆叠,易引发基底上sam分子的非均匀分布。尽管有大量的分子设计缓解了该难题,但是sam基钙钛矿模组的放大仍然面临钙钛矿薄膜均匀性较差、接触界面缺陷多等诸多难题,制约了大面积模组的效率和稳定性。


图1 “基质限域分子层”型电荷传输层结构

针对上述挑战,赵一新团队提出了一种“基质限域分子层”型空穴传输层结构的新思路,利用具有强吸电子能力与优异化学稳定性的三(五氟苯基)硼烷(bcf)分子构建主体骨架,将空穴传输分子分散于bcf基质中,形成类似于“枣糕结构”的传输层。该结构首先容易形成厚度可控的空穴传输覆盖层,密度泛函计算揭示bcf骨架分子与空穴传输分子间的强相互作用有效抑制了sam结构中空穴传输分子的堆叠倾向与聚集行为。二维蒙特卡洛模拟指出,在该厚度可调的分子层结构中,少量空穴传输分子即可实现和理想无堆叠sam一样的高效空穴传输。该基质限域分子层-钙钛矿层界面还兼具良好的化学稳定性与较低的界面复合损失。“基质限域分子层”型空穴传输层更体现了优异的浸润性,其致密的埋底界面保形覆盖能显著提升大面积薄膜的结晶质量与均匀性。


图2 大面积钙钛矿模组及性能

该“基质限域分子层”策略对之前报道的多种sam型空穴传输分子都适用,体现了优异的技术适用性,利用已有空穴传输分子即能实现有效的传输层及界面调控,减少了对复杂分子设计与合成的依赖性。该策略成功应用于1m×2m大面积模组,成功获得了当前世界纪录的20.05%第三方认证效率。此项工作解决了制约大面积钙钛矿光伏模组发展的重大难题,为电荷传输层及界面设计提供了新思路。

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09785-3

来源:上海交通大学

编辑:朱文莹

上观号作者:上海科技

版权与免责声明:本文内容转载自其他媒体,目的在于传递更多信息,不代表本网观点或立场,不承担此类作品侵权行为的自己责任及连带责任。
猜你喜欢
精彩推荐

强抓马杜罗后 特朗普:"门罗主义"该改为"唐罗主义"了

环球时报国际 浏览 4016

津媒:萨尔瓦多的未来还没协商,津门虎周末举行壮行会

懂球帝 浏览 535

视频:解放军远程火力实弹射击全部命中

央视新闻客户端 浏览 959

国米取胜后距榜首1分,罗马如果能客胜米兰将独自领跑积分榜

懂球帝 浏览 1653

活塞121-90狂胜送尼克斯四连败,坎宁安29分13助,布伦森25分

懂球帝 浏览 1135

岁月不败美人,50岁银发的她们也太会穿了

LinkFashion 浏览 1276

极狐乔心昱:北汽新能源行业首个实现L3-L4自动驾驶技术全覆盖

IT之家 浏览 972

接过430Phev的棒,上汽大众帕萨特ePro广州车展实拍来了!

凡兮说 浏览 1410

搭VLA大模型 全新蓝山智能进阶版将上市

网易汽车 浏览 1303

廷贝尔:联赛杯决赛也许能成为争冠动力;哈弗茨不是安静的人

懂球帝 浏览 779

节后戒断太难,屏障修复实验室自有招

时尚COSMO 浏览 2056

胡夏明明能保送,非要参与五公,披哥5怪贴心的

翰林涛涛 浏览 2040

路虎行驶7千公里检出"缸体沙眼" 厂家仅同意换气缸盖

澎湃新闻 浏览 6385

美团紧急发文

大象新闻 浏览 1635

将于12月5日上市 别克至境世家广州车展发布

网易汽车 浏览 1488

金靖靠卖笑成名却被宋丹丹嫌弃?

小椰的奶奶 浏览 1606

北京一副局长送外卖:没想到骑手张口就是"别罚我款"

第一财经资讯 浏览 4547

米体:尤文和米兰都有意金玟哉,但球员的高薪成为主要障碍

懂球帝 浏览 1969

扫码即飞!西安街头现身共享无人机

环球网资讯 浏览 1724

汽车销售巨头破产清算:总部人去楼空 子公司贴上封条

每日经济新闻 浏览 2880

财务报告存在错报!联创光电及董事长被警示,此前公告董事、监事被留置

红星资本局 浏览 1821
本站所有信息收集于互联网,如本站收集信息侵权,请联系我们及时删除
Copyright © 2020-2022,版权所有 qukanredian.com
沪ICP备20002587号-1