光伏周刊丨何祝兵、吴季怀、李亮、Alex K.-Y. Jen、Nazeeruddin等最新成果速递1223-1229
纳米人
2020-01-05
1. 吴季怀AM: 氟化钆，助力高效稳定钙钛矿太阳能电池
华侨大学的吴季怀团队引入氟化钆（GdF3）和氨基丁醇用于钙钛矿晶体生长中的奥斯特瓦尔德熟化，以克服内部缺陷和外部湿度的双重困境。经过GdF3和氨基丁醇处理的钙钛矿太阳能电池的功率转换效率为21.21％，具有良好的稳定性和小的滞后现象，而原始器件的效率仅为18.10％。SuppressingVacancy Defects and Grain Boundaries via Ostwald Ripening for High‐Performance and StablePerovskite Solar Cells，AM， 2019DOI:10.1002/adma.201904347https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201904347
2.延世大学JMCA: 9.04％效率！大面积钙钛矿半透明太阳能模组
开发大面积半透明太阳能组件是半透明光伏技术商业化的必不可少的步骤。然而，钙钛矿型太阳能电池领域尚未获得显著进展，这可能是由于难以获得高度均匀且大规模的半透明吸光层。韩国延世大学Jooho Moon团队报道了一种半透明太阳能电池组件，该组件包括阳极氧化氧化铝（AAO）模板衍生的垂直排列的一维纳米柱CH3NH3PbI3-xClx钙钛矿，该组件具有均匀的半透明吸光层，面积为40.8 cm2，几何填充系数为95.6％。AAO支架有助于形成均匀的钙钛矿形态，并减少光反射。由于载流子路径受限，均匀的纳米柱结构的钙钛矿基器件表现出增强的电性能。优化的具有9个子电池的基于纳米柱的半透明太阳能模组显示出9.04％的效率和30.2％的平均可见光透射率，显然具有实际的发电窗口应用潜力。Ananopillar-structured perovskite-based efficient semitransparent solar modulefor power-generating window applications，JMCA, 2019https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ta/c9ta11892f#!divAbstract
3. EPFL最新JACS: 新型空穴传输材料助力无磁滞且稳定的钙钛矿太阳能电池
瑞士洛桑联邦理工学院SanghyunPaek和Mohammad Khaja Nazeeruddin团队合成了四种SBA空穴传输材料，并将其用于钙钛矿太阳能电池（PSC）中。这些SBA分子带有不同长度和体积的电子惰性烷基链。而烷基会影响薄膜中的分子堆积并影响PSC的长期性能。具有基于SBA的空穴传输层（HTL）的器件可达到与spiro-MeOTAD相同的效率。与掺杂的Spiro-MeOTAD相比，新型HTM太阳能电池具有无回滞现象和良好的稳定性。性能最佳的SBA器件在光照下进行1,000 h老化测试后，保留了88％的初始效率。结果表明：基于SBA的化合物是为寿命更长的PSC设计新的HTM的有效选择。Dopedbut stable: spirobisacridine hole transporting materials for hysteresis-freeand stable perovskite solar cells，J. Am. Chem. Soc. 2019https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.9b07166
4. Angew.: 交联剂的晶界缺陷钝化实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池
金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSC）具有出色的性能，具有作为光电转换器的潜力。但是，钙钛矿层中的缺陷，特别是在晶界（GBs）处的缺陷严重限制了PSC的性能和稳定性。苏州大学的李亮团队介绍了一种简单的后处理方法：将2‐aminoterephthalic acid加到钙钛矿上以制备有效且稳定的PSC。通过优化后处理条件，该器件可实现21.09％的出色功率转换效率（PCE），并显示出更高的稳定性。这种改善归因于2‐aminoterephthalic acid作为一种交联剂，可抑制离子迁移并钝化GBs处的陷阱态。这些发现为就缺陷钝化和晶体生长方面设计有效且稳定的PSC提供了潜在的策略。Li, L. et al. Observing the Defect Passivation ofGrain Boundary with 2- Aminoterephthalic Acid for Efficient and StablePerovskite Solar Cells. Angew. 2019.DOI: 10.1002/ange.201915422https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/ange.201915422
5. Small methods: 14.53%！NH4SCN添加剂改变D-J 2D钙钛晶体的生长方向
具有二铵有机阳离子的Dion–Jacobson（DJ）相2D层状钙钛矿在热/光/湿应力下的稳定性优于3D钙钛矿。但是，DJ相钙钛矿太阳能电池（PVSC）的功率转换效率（PCE）受限于差的电荷传输能力（由于晶体生长方向趋于平行于基板）。香港城市大学Zonglong Zhu和Alex K.-Y. Jen等人通过使用NH4SCN添加剂来诱导钙钛矿晶体的生长方向垂直于基底，证明了是一种简单有效的方法。另外，通过添加NH4SCN，层数分布可以缩小到n = 3和n = 4左右。基于NH4SCN处理的准2D DJ （BDA）（MA）4Pb5I16钙钛矿薄膜，其PCE为14.53％，这是在室温下制备的2D PVSC的最高值。此外，在环境条件为湿度为50±5％的环境条件下存放900小时后，该器件仍保留其初始PCE的85％。Zhu, Z. Jen, A. K.-Y. et al.Vertical Orientated Dion–Jacobson Quasi-2D Perovskite Film with Improved PhotovoltaicPerformance and Stability. Small methods 2019.DOI: 10.1002/smtd.201900831https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/smtd.201900831
6. JMCA:CdZnSeS量子点钝化策略助力高效NiOx基钙钛矿太阳能电池
钙钛矿/电子传输层异质结的不稳定性限制了倒置钙钛矿太阳能电池（PSC）的性能和稳定性，特别是基于NiOx的PSC。南方科技大学的何祝兵、香港大学Aleksandra B. Djurišić等人通过化学稳定的无机CdZnSeS量子点（QDs）钝化钙钛矿/电子传输层n型异质结，成功制备了高性能NiOx基PSC。对于QD钝化的钙钛矿基器件，开路电压从1.075 V提高到1.162 V，功率转换效率从19.47％提高到21.63％。实验和理论结果表明，QD可以有效地抑制钙钛矿表面的缺陷（不饱和Pb2+和可移动I-），从而减少界面重组和形成更稳定的n型异质结。此外，该稳定的n型异质结可显著提高器件的稳定性。该工作证明了稳定钙钛矿/电子传输层界面是实现高效稳定的倒置平面PSC的有效而简单的方法，这将使这些器件更接近未来的商业应用。He, Z. Djurišić, A. B. et al. Stabilizing n-type hetero-junction for NiOxBased Inverted Planar Perovskite Solar Cells with Efficiency of 21.6%. JMCA2019.https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2020/ta/c9ta12368g
7. ACS Energy Lett.：抑制n-i-p结构CsPbI3钙钛矿太阳能电池中的非辐射损耗
CsPbI3由于其热稳定性和适合于串联太阳能电池的带隙而在光伏应用中引起了越来越多的关注。然而，基于CsPbI3的钙钛矿太阳能电池（PSC）的严重非辐射损耗会将其开路电压(Voc)限制在0.9-1.1 V范围内。埃尔朗根-纽伦堡大学Ning Li和ChristophJ. Brabec等人报道了一种可视化所有缺陷的方法辅助重组途径与光致发光技术。通过用氢氧化钡三辛基膦氧化物进行表面和整体钝化，可以在微米级上获得看到减少的缺陷密度，双重效果成功改善了器件Voc(从0.87 V提升至1.17 V)。这些结果凸显了高光谱PL成像的潜力，可为进一步抑制全无机钙钛矿中的非辐射Voc损失提供指导。WeiMeng, Yi Hou, André Karl, Ening Gu, Xiaofeng Tang, Andres Osvet, Kaicheng Zhang,Yicheng Zhao, Xiaoyan Du, José Garcia Cerrillo, NingLi, Christoph J. Brabec. Visualizing and suppressing non-radiative losses inhigh open-circuit voltage n-i-p type CsPbI3 perovskite solar cells.ACS Energy Lett., 2019.DOI：10.1021/acsenergylett.9b02604https://doi.org/10.1021/acsenergylett.9b02604
