【直播】【EcoMat 系列在线研讨会】用于高效太阳能电池的钙钛矿材料

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日期：2021年11月23日

时间：晚8:00 - 10:00（北京时间）

基于卤化铅钙钛矿 (PSC) 的太阳能电池最近已成为替代或补充现有光伏技术（如硅和砷化镓）的具有成本效益和能源效率的候选者。在此类技术中，单晶在效率方面处于领先地位，由于缺陷密度较低，其性能优于多晶。然而，由于晶体生长和器件集成方面的挑战，单晶 PSC (SC-PSC) 的进展速度相对于多晶 PSC 的进展缓慢。在这里，我将讨论我们在太阳能电池中钙钛矿单晶的合成、表面缺陷钝化和集成方面的努力。我们讨论了溶剂工程方法，以降低单晶薄膜的结晶温度 (<90 °C)，从而产生质量更好、载流子寿命更长且没有表面分解的薄膜。此外，我们成功地在 PSC 中加入了混合阳离子单晶吸收层 (FA0.6MA0.4PbI3)，并表明，在不影响开路电压的情况下，器件的近红外响应可以扩展到多晶 FAPbI3 以外的响应：约 50 meV，接近性能最佳的光伏半导体 GaAs。由于这些策略，我们展示了高达 ~23% 的功率转换效率，这为 SC-PSC 创造了新记录，并且与最好的多晶 p-i-n 太阳能电池相当。然而，与多晶电池不同，SC-PSC 中吸收层的厚度可以改变一个数量级，而不会明显影响短路电流密度。因此，SC-PSC 提供了一个理想的平台来研究 PSC 中的电荷载流子传输和器件性能趋势。

有机-无机卤化物钙钛矿因其强光吸收、长载流子扩散长度、可调带隙和低温加工而受到广泛关注。单结钙钛矿太阳能电池 (PSC) 在短短十年内将功率转换效率 (PCE) 从 3.8% 提高到 25.5%。随着单结 PSC 中 PCE 的不断增长，开发单片全钙钛矿串联太阳能电池现在是超越单结 PSC 效率的重要策略。在本次演讲中，我将首先介绍单片全钙钛矿串联太阳能电池的结构和运行机制。然后我将从器件中不同结构单元的角度总结我们在单片全钙钛矿串联太阳能电池方面的研究进展：隧道复合结、宽带隙顶部子电池和窄带隙底部子电池。将讨论导致创纪录性能的串联太阳能电池的设备工程策略。我还将展示我们制造全钙钛矿三结太阳能电池的策略，其中钙钛矿层都是溶液处理的。最后，我将简要讨论长期运行稳定性方面仍然存在的挑战，并探讨器件结构和材料成分工程如何提高稳定性。

编辑：苏苗苗