半透明钙钛矿太阳能电池关键技术及其应用

光伏发电技术的发展对于我国实现“双碳”目标和构建以新能源为主体的新型电力系统起到重要作用。虽然目前市场主流的晶硅光伏器件规模大、技术成熟,但是它也存在制备工艺复杂、成本高、应用场景有限等问题。半透明钙钛矿太阳能电池技术的开发与应用可以大幅度拓宽光伏发电的应用场景、提高光电转换效率,是新一代太阳能光伏发电技术的典型代表。该文首先阐述钙钛矿材料和半透明钙钛矿太阳能电池的基本特点;接着,从钙钛矿薄膜制备和透明电极开发的维度,总结半透明钙钛矿太阳能电池的关键技术;之后,对半透明钙钛矿太阳能电池在叠层光伏器件和温室农业光伏中的应用展开分析与讨论,并对其在新型电力系统中的作用进行展望。

有机太阳电池关键材料研究进展

有机太阳电池具有质量轻、柔性、印刷制备等优点,有巨大的应用潜力,从其诞生那一刻起便引起了学术界和工业界的广泛研究兴趣.历经25年的发展,有机太阳电池效率已突破18%,其快速进步得益于不断涌现的高性能新材料和器件制备技术,以及对电池活性层形貌、分子堆积和器件机理的深入理解.基于有机共轭结构的电子给体和电子受体材料是决定有机太阳电池性能的关键材料.本文将以给、受体材料的发展历程为主线,聚焦那些明星材料和里程碑工作,阐述高性能关键材料的分子结构演变和进化过程,最后展望其面临的挑战和未来发展方向.

厚膜有机太阳电池效率突破16%

近年来有机太阳电池效率突飞猛进,单结电池效率已经突破18%,然而这些高效率电池的活性层厚度通常只有100 nm左右,随着厚度增加,电池效率下降明显.为了实现有机太阳电池的产业化,发展对厚度不敏感,且可适用于卷对卷印刷制备的高性能厚膜电池势在必行.本文通过在D18:Y6二元活性层中加入少量富勒烯受体PC61BM,使得电池对厚度的敏感性显著降低. PC61BM的加入使厚膜活性层的电子和空穴迁移率明显提高,载流子传输更加平衡,并且显著降低了陷阱辅助复合.D18:Y6:PC61BM(1:1.6:0.2)三元电池在活性层厚度超过300 nm时,还能保持16%以上的效率,是目前性能最优异的厚膜有机太阳电池之一.

从“无名之辈”到“今日之星”:钙钛矿太阳能电池产业化渐成破竹之势

全球气候变暖、能源供需危机和地缘政治博弈等因素极大加速了全球能源转型变革的进程,进而推动了光伏、风电等可再生能源的快速发展。在光伏领域,晶硅太阳能电池自1954年问世以来就长期稳居光伏世界“C位”,但由于其转换效率日趋接近理论极限且成本下降空间极度有限,寻找一种更高效率、更低成本的光伏材料已成为业界共同努力的目标。