巨力光電（北京）科技有限公司

浙大楊旸組AM：認(rèn)證效率24%的高效鈣鈦礦/有機(jī)疊層太陽(yáng)能電池，且組件18.54%效率@18.48 cm2！

發(fā)表時(shí)間：2025-04-14 14:15

標(biāo)圖.png

主要內(nèi)容

鈣鈦礦/有機(jī)疊層太陽(yáng)能電池（TSCs，Tandem Solar Cells）因其獨(dú)特特性（如正交處理溶劑、可調(diào)帶隙以及無(wú)限的分子設(shè)計(jì)）而具有巨大潛力。然而，其器件性能往往受到后端有機(jī)太陽(yáng)能電池（OSC，Organic Solar Cell）吸收限制所導(dǎo)致的疊層電流密度不足的制約。

在此情況下，浙江大學(xué)光電學(xué)院楊旸教授帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)了一種精細(xì)的子電池匹配模型。該模型會(huì)考慮單電池器件參數(shù)，以此預(yù)測(cè)疊層器件的實(shí)際效率極限。同時(shí)，模型表明增加OSC層厚度是提高效率的有效方法，且能降低大規(guī)模生產(chǎn)的制造難度。

基于該模型的研究成果，為進(jìn)一步優(yōu)化器件性能，團(tuán)隊(duì)針對(duì)因厚度過(guò)大而產(chǎn)生的電荷收集問(wèn)題開(kāi)展了研究，并開(kāi)發(fā)了一種基于自組裝單分子層的接觸鈍化技術(shù)。該技術(shù)可減少非輻射復(fù)合并降低界面處的肖特基勢(shì)壘，從而實(shí)現(xiàn)更平衡的空穴 - 電子傳輸。因此，厚膜（300 nm）實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的18.08%效率（認(rèn)證為17.80%），使TSCs的效率提升至24.31%（認(rèn)證為24.00%）。

此外，團(tuán)隊(duì)還展示了一個(gè)效率超過(guò)18.54%（面積為18.48 cm2）的大面積疊層光伏組件。據(jù)團(tuán)隊(duì)所知，這是鈣鈦礦/有機(jī)TSCs的首次器件演示。

綜上所述，浙江大學(xué)光電學(xué)院楊旸教授帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)，不僅成功地將具有創(chuàng)紀(jì)錄高效率的厚有機(jī)太陽(yáng)能電池集成到疊層器件中，實(shí)現(xiàn)了24.31%的效率（認(rèn)證為24.00%），還進(jìn)一步制備了大面積組件，取得了18.54%的顯著效率。鈣鈦礦/有機(jī)疊層器件的獨(dú)特特性，包括正交處理溶劑和無(wú)限分子設(shè)計(jì)，使得這一疊層技術(shù)在開(kāi)發(fā)具有成本效益、高效率且易于制造的太陽(yáng)能電池方面展現(xiàn)出廣闊前景。

表1.png 表2.png

文獻(xiàn)信息：

Efficient Perovskite/Organic Tandem Photovoltaic Devices and Large-area Modules Featuring Thick-Film Organic Solar Cells

Xu Chen, Ziyan Jia, Zeng Chen, Chuanyu Zhou, Siyuan Huang, Xinxin Xia, Sen Liang, Pengjiu Wang, Tingming Jiang, Tianyu Liu, Xuehui Xu, Buyi Yan, Jizhong Yao, Xinhui Lu, Weidong Shen, Haiming Zhu, Yang (Michael) Yang

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202500190