PDF《A-04.太阳能材料与器件》

1000 小时, 大面积电池模块也被相继开发和报道.

2 为了克服单个异质结电池效率的热力学极限(Schockley-Queisser Limit) ,进一步提高钙钛矿太阳能电池的转化效率,基于 钙钛矿的叠层太阳能电池也被成功实现.但叠层太阳能电池器件结构复杂,制备难道更高,而相对较容易实现的聚光型太阳 能电池还未应用在钙钛矿电池中,其原因主要是钙钛矿材料和器件在高温、高光强下极不稳定.此工作先从载流子复合动力 学(理论上)分析和预测了钙钛矿材料在高光强下的器件性能.值得一提的是在最优的钙钛矿薄膜和无界面和抽取损失的条 件下,其开路电压能在

100 个标准太阳光下达到 1.4 V 左右,其转化效率也随着光强的增加被有效的提高,并有望打破一个

2 标准太阳光下的热力学极限.3 实验中,最稳定和高效的钙钛矿电池也被首次用于聚光型电池的研究,并初步实现了转化效 率的提升,证明了该方案的可行性. 参考文献: (1) Lin, Q.;

Armin, A.;

Nagiri, R. C. R.;

Burn, P. L.;

Meredith, P. Electro-optics of Perovskite Solar Cells. Nat. Photonics, 2015, 9, 106-112. (2) Wang, Z.;

Lin, Q.;

Chmiel, F. P.;

Sakai, N.;

Herz, L. M.;

Snaith, H. J. Efficient and Ambient-Air-Stable Solar Cells with 2D-3D Hetero-Structured Butylammonium-Caesium-Formamidinium Lead Halide Perovskites. Nat. Energy, 2017, 2, 17135. (3) Lin, Q.;

Wang, Z.;

Snaith, H. J.;

Johnston, M. B.;

Herz, L. M. Hybrid Perovskites: Prospects for Concentrator Solar Cells. Adv.Sci. 2018, 1700792. A04-04 大面积高效率钙钛矿太阳能电池的探索 Jin-Song Hu 中国科学院化学研究所 有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池近年的突飞猛进使其成为当前太阳能电池研究领域最前沿和热门的领域. 这类太阳能 电池实际应用所面临的关键挑战包括如何实现大面积、 高效率且能稳定工作的电池器件. 本报告将讨论我们围绕这一目标最 近开展的一些工作,包括开发全程无旋涂工艺构筑效率可达 20%的器件;

发展高效率不含电子传输层的高效率器件并理解 其中的机理, 从而简化工艺及发展低温制备工艺;

以及开发新型低成本、 高效率空穴传输材料, 为规模化器件制备奠定基础等. 关键词:钙钛矿太阳能电池;

无旋涂工艺;

空穴传输材料;

高效率 A04-05 大面积钙钛矿太阳电池缺陷问题及调控方法 杨旭东 上海交通大学 有机-无机杂化钙钛矿太阳电池是一种新型低成本光伏技术,具有高效率、低成本的优点.目前,其能量转化效率已提 高至 23%,展现了广泛的应用前景.但是,其器件效率随着面积的增加而降低,大面积器件效率偏低的问题是制约钙钛矿 太阳电池未来应用的主要瓶颈问题之一.一个重要原因是传统方法制备的大面积钙钛矿薄膜存在大量缺陷.因此,研究大面 积钙钛矿薄膜中缺陷的产生机制并加以调控是目前提高大面积电池器件效率的一个重要途径. 这里将介绍我们最近在大面积钙钛矿薄膜制备方面取得的研究进展. 包括通过调控前驱体液体表面张力的弛豫过程来改 变钙钛矿溶液的热对流过程,通过改变钙钛矿薄膜的结晶过程来抑制缺陷的产生.通过上述研究,我们开发了新的薄膜制备 方法, 并制备出大面积致密、 均匀、 缺陷少的钙钛矿薄膜. 我们进一步将新方法应用于大面积钙钛矿太阳能电池模块的制备, 在36 平方厘米器件上获得了 14%的模块效率,且获得国际认证. A04-06 钙钛矿-奇异的光电材料 刘生忠 陕西师范大学 有机无机杂化钙钛矿材料,由于其优异的光吸收特性,长载流子扩散长度和高缺陷态容忍度,一跃成为奇异的光伏光电 材料.在短短几年内,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率(PCE)从3.8%提高到 23%.另外,整个电池可以用低温方法制 备,故可使用廉价高分子基底和卷到卷印刷工艺,因此吸引了各界的普遍兴趣. 使用交替真空沉积方法,制备出高效率高稳定性的钙钛矿太阳能电池,在刚性玻璃基底上,平面器件的能量转换效率高 达19.6%,是当时报道的最高效率.更重要的是,我们也开发出了一种优越的低温 TiO2 涂层技术,并将电池制备过程转移 到柔性聚合物基底上,将柔性电池效率提高到 16%,这也是当时柔性钙钛矿电池报道的最高效率.目前我们的刚性薄膜电 池效率超过 21.5%(美国 Newport 认证效率) ,柔性电池超过 18.37%,两者均是该类电池的最高效率.同时,这些器件长期 暴露在环境中表现出非常好的稳定性.在实验室条件下,电池暴露一年之后其最终效率高达其初始效率的 95%以上,衰减 不到 5%;