太阳能电池前沿每周精选丨0527-0602
纳米人 纳米人 2019-06-09
1. 苏州大学Angew.: 氯化铵诱导凝固SnO2用于高性能钙钛矿太阳能电池

平面结构的有机-无机钙钛矿太阳能电池由于结构简单,易于制造而备受关注。由于高电荷迁移率和化学稳定性,SnO2电子传输层引起了广泛研究。苏州大学Li Liang团队了一种简便有效的策略来同时调整SnO2的电子特性,并钝化钙钛矿和SnO2之间界面处的缺陷。具有氯化铵诱导的凝结的SnO2胶体的钙钛矿太阳能电池表现出21.38%的效率,无回滞现象。器件的稳定性得到了极大的改善。

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Liu, Z. , Deng, K. , Hu, J. and Li, L., Coagulated SnO2 Colloids for High Performance Planar Perovskite Solar Cells with Negligible Hysteresis and Improved Stability. Angew. Chem. Int. Ed.. 2019

Doi:10.1002/anie.201904945.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2019049

 

2. 化学所Joule:6.3%效率!单组分有机太阳能电池的最高值

传统的有机太阳能电池(OSC)包括供体和受体的两种组分。单组分OSC(SCOSC)高效器件的开发仍然极具挑战。中科院化学所Li WeiweiLi Cheng团队设计了一种新的双功能共轭聚合物,其含有作为供体的强结晶主链和作为受体的芳香族侧链。在高温(230 °C)退火下,主链和苝酰亚胺侧链都可以自组装成有序的纳米结构。这实现了有效的电荷传输和低电荷复合,从而SCOSC的效率达到6.3%,这是单组分的最高效率。同时,器件还具有优异稳定性。连续光照300小时后,效率保持率超过 90%。

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Feng, G., Li, J. et al. Thermal-Driven Phase Separation of Double-Cable Polymers Enables Efficient Single-Component Organic Solar Cells. Joule,2019

Doi:https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.05.008.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435119302478

 
3. 占肖卫AEM综述:非富勒烯n型有机半导体,用于钙钛矿太阳能电池

与无机半导体和/或富勒烯衍生物相比,非富勒烯n型有机半导体具有温加工,柔韧性和分子结构多样性,并且已广泛用于钙钛矿太阳能电池(PSC)。北京大学占肖卫团队总结了在PSC中,起电子传输、界面改性、添加剂和光吸收层材料作用的非富勒烯n型有机半导体的最新进展。还讨论了基于非富勒烯的PSC的挑战和未来方向。

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Zhang, M., Zhan, X., Nonfullerene n‐Type Organic Semiconductors for Perovskite Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2019, 1900860. https://doi.org/10.1002/aenm.201900860

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201900860

 

4. Zhu Kai最新Joule:25.9%效率!高效钙钛矿-CIGS叠层太阳能电池

叠层太阳能电池包括窄带和宽带隙吸光层,是实现超高效率和低制造成本最佳光伏器件之一。对于窄带隙CIGS薄膜底部电池而言,高效的多晶宽带隙顶部电池的开发仍是一个挑战。美国国家可再生能源实验室Zhu Kai团队采用PEAI和Pb(SCN)2添加剂,制备了高效宽带隙钙钛矿太阳能电池(1.68 eV(FA0.65MA0.20Cs0.15)Pb(I0.8Br0.23),实现了20%的效率。PEA+和SCN-产生的协同效应,不仅提高了钙钛矿膜质量和结晶度,减少了过量PbI2的形成,而且使得薄膜的缺陷密度更低和提高载流子迁移率(~47 cm2 V-1s-1)和寿命(~2.9 μs)。当通过这种方法制造的半透明1.68 eV钙钛矿顶部电池与1.12 eV CIGS底部电池叠层后,4个子电池串联的电池效率可达25.9%。

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Kim, D. H., Muzzillo, C. P. et al. Bimolecular Additives Improve Wide-Band-Gap Perovskites for Efficient Tandem Solar Cells with CIGS. Joule, 2019

Doi:https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.04.012.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435119302107

 

5. Nano Lett.:有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池柔韧性的纳米力学方法

钙钛矿太阳能电池的机械柔韧性以及高功率转换效率正在引起越来越多的关注。除了现有的经验方法,例如循环弯曲试验,近日,蔚山科学技术院Myoung Hoon SongJu-Young Kim研究团队展示了钙钛矿材料本身的拉伸性能。测量自立式钙钛矿材料的拉伸性能至关重要,因为(1)拉伸性能代表了太阳能电池中薄膜型钙钛矿层的实际机械性能,包括各种缺陷的影响,以及(2)钙钛矿的变形行为可以使用具有拉伸性质作为输入的固体力学来分析太阳能电池的任何变形状态下的层。通过在循环弯曲变形期间功率转换效率的降低,发现MAPbI3基柔性太阳能电池的临界弯曲半径在0.5和1.0mm之间。该发现与基于通过原位拉伸测试发现的MAPbI3的1.17%的弹性变形极限确定的0.66mm的临界弯曲半径很好地吻合。扫描电子显微镜观察和空穴纳米压痕测试表明,钙钛矿层中粗裂纹的形成是柔性钙钛矿太阳能电池中观察到的功率转换效率降低的主要原因。

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Ahn, S.-m. Song, M.-H. Kim, J.-Y. et al. Nanomechanical Approach for Flexibility of Organic−Inorganic Hybrid Perovskite Solar Cells. Nano Lett. 2019.

DOI:10.1021/acs.nanolett.9b00796

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.nanolett.9b00796

 

6. JMCA:AIE阴极修饰层提升钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性

近日,武汉大学Zhen Li联合南昌大学Yiwang Chen制备了一种新的醇溶性AIE活性PTN-Br季铵盐,并作为Ag电极与PCBM之间的界面层(CIL)。该CIL可使Ag电极的功函数(WF)降低,改善了阴极界面接触,加快电子传输迁移率,抑制界面复合受,器件的最大功率转换效率(PCE)达到17.44%,超过了 没有PTN-Br作为CIL的对比器件(15.14%)。 此外,由于PTN-Br在紫外区域的吸收,基于PTN-Br的PVSCs具有优异的紫外线稳定性,在紫外线照射5小时后,其保持了原始PCE的72.8%,超过对照组的30%。

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Ti, J. Li, Z. Chen, Y. et al. Enhanced performance and stability of p-i-n perovskite solar cells by utilizing an AIE-active cathode interlayer .JMCA 2019.

DOI:10.1039/C9TA02488C

https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ta/c9ta02488c

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