来源:Nano Research Energy 发布时间:2022/8/29 15:45:10
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高性能大面积的钙钛矿光伏组件

2022年7月25日,清华大学主办的学术期刊Nano Research Energyhttps://www.sciopen.com/journal/2790-8119)刊发杭州电子科技大学楚亮教授/严文生教授团队、常州大学张婧副教授、科院化学所李永舫院士合作的题为“High-performance large-area perovskite photovoltaic modules”的最新综述文章。系统概括了钙钛矿光伏组件制备的最新进展。

图1. 钙钛矿太阳能电池模件的涂布方法示意图

钙钛矿太阳能电池(Pero-SCs)是一项颠覆性的光伏技术,具有高效率、低成本、工艺简单等优势。目前,小面积钙钛矿太阳能电池的效率已达25.7%。然而,大面积钙钛矿光伏组件的效率相对偏低,这主要归因于四个方面:(1)钙钛矿薄膜和其他功能层的非均匀大面积沉积;(2)组件串联电阻的增加和并联电阻的减少;(3)连接独立子电池单元的死区;(4)P2线蚀刻边缘处的局部钙钛矿退化。实现大面积钙钛矿光伏的产业化还需要解决诸多问题,例如大面积组件性能的提升、大面积高质量钙钛矿薄膜的沉积、设计互连子电池模组。这其中最主要的问题是大面积钙钛矿的成膜困难,如何沉积具有高均匀性和可重复性的大面积钙钛矿薄膜。目前,沉积大面积钙钛矿薄膜的方案仍没有标准化的设计方案。钙钛矿薄膜的厚度、结晶度、表面粗糙度和致密性都将直接影响器件光吸收、电荷载流子产生和传输。

针对以上问题,该论文首先介绍了钙钛矿薄膜的生长动力学理论,以及溶剂工程控制钙钛矿薄膜;其次,阐述了各种沉积大面积钙钛矿薄膜的方案,包括刀刮法、狭缝涂布、喷涂、打印、丝网印刷、软盖沉积、真空沉积、旋涂等,介绍了各种方案的优缺点及其应用于钙钛矿光伏组件制备的最新进展,这些方法也被应用于沉积电子传输层和空穴传输层,实现全规模化钙钛矿光伏的制备;最后,提出了未来实现钙钛矿光伏商业应用的可能发展方向。

相关论文信息:

Chu, L.; Zhai, S. B.; Ahmad, W.; Zhang, J.; Zang, Y.; Yan, W. S. Li, Y. F. High-performance large-area perovskite photovoltaic modules. Nano Res. Energy 2022, 1: e9120024. DOI: 10.26599/NRE.2022.9120024. https://doi.org/10.26599/NRE.2022.9120024 .

作为Nano Research姊妹刊,Nano Research Energy (ISSN: 2791-0091; e-ISSN: 2790-8119; 官网: https://www.sciopen.com/journal/2790-8119)于2022年3月创刊,由清华大学曲良体教授和香港城市大学支春义教授共同担任主编。Nano Research Energy是一本国际化的多学科交叉,全英文开放获取期刊,聚焦纳米材料和纳米科学技术在新型能源相关领域的前沿研究与应用,对标国际顶级能源期刊,致力于发表高水平的原创性研究和综述类论文。2023年之前免收APC费用,欢迎各位老师踊跃投稿。投稿请联系:NanoResearchEnergy@tup.tsinghua.edu.cn.

 
 
 
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