新研究为提升大面积钙钛矿光伏模组性能提供重要思路

新研究为提升大面积钙钛矿光伏模组性能提供重要思路

引用

科学网

1.

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/9/530961.shtm

钙钛矿光伏模组是新一代太阳能电池的重要发展方向，但其在大规模制备过程中面临杂质累积等关键问题。近日，上海交通大学与宁德时代联合研究团队在这一领域取得重要突破，开发出一种新型杂质修复策略，成功制备出光电转换效率超过22%的大尺寸钙钛矿光伏模组。

包括铜铟镓硒（CIGS）在内的多元组分薄膜太阳能电池，具有大面积模组整体一次性制备优势。但由于局部杂质、组分偏析以及结构缺陷的累积效应等问题，此类太阳能电池的制备，长期面临组件成品率低和大面积效率低的困扰。

钙钛矿太阳能电池面临着同样的难题，关键原因是在大面积制备的结晶过程中，会出现多种类型的杂质和组分偏析。这些杂质的累积效应严重制约模组的性能提升，还会影响钙钛矿太阳能电池的运行稳定性，严重制约钙钛矿太阳能电池的产业化。

为解决以上问题，研究团队报道了一种基于环己烯基乙胺盐（CHEA）的低维钙钛矿CHEA2PbI4的新型杂质修复策略。CHEA2PbI4钙钛矿的导电性能优异，经过CHEAI（CHEA的钝化剂）界面工程处理后，三维钙钛矿薄膜中的杂质可以完全转化为性能优秀的二维CHEA2PbI4钙钛矿。

研究团队进一步观察材料的微观结构发现，CHEAI处理可以在钙钛矿薄膜表面和晶界形成有效钝化缺陷的二维CHEA2PbI4覆盖层，保障了钙钛矿薄膜稳定化，并为高效的电荷传输提供了通道，小面积器件中的填充因子可以达到0.86的高水平。更为重要的是，基于CHEAI的杂质修复界面工程具有工艺容忍性好、操作窗口宽的优势，非常适合大面积器件制备的工艺扩展，实现了大面积薄膜的杂质修复。

杂质修复后的钙钛矿薄膜及大面积高效率模组。图片由研究团队提供

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-08073-w

本文原文来自科学网