瑞士洛桑理工学院(EPFL)领导的一个国际科学家小组基于该学院于2023年7月发布的效率为破纪录的25.32%的2D/3D钙钛矿太阳能电池,开发出了一款太阳能面板。
“我们研究的新产品拥有更大的表面积,达到27.22平方厘米,并且拥有23.3%的傲人转换效率,”该研究的主要作者Mohammad Khaja Nazeeruddin在接受《光伏》杂志采访时表示,“这使我们离这项突破性技术的商业化更近了一步,标志着钙钛矿太阳能电池的重大进步。”
Nazeeruddin和他的同事在《自然》杂志上发表了一篇题为《掺杂剂-添加剂对钙钛矿太阳能组件的协同增效作用》的论文,文中解释道,该组件能达到如此高的效率,要归功于掺杂剂-添加剂的协同组合策略,该策略旨在提高电池吸收剂的均匀性和结晶度。他们特别使用了氯化甲铵(MACl)作为掺杂剂,并使用了一种名为1,3-双(氰乙基)氯化咪唑([Bcmim]Cl)的路易斯碱离子液体作为添加剂。
该研究小组表示:“这种策略有效地抑制了钙钛矿前体溶液(PPS)的降解,抑制了MACl的聚集,能产生相均匀且稳定的钙钛矿薄膜,具有高结晶度,且缺陷更少。”
该面板的电池由氧化锡(FTO)底座、氧化钛(TiO2)和氧化锡(SnO2)电子传输层、3D钙钛矿层、2D钙钛矿层、spiro-OmetaD空穴传输层以及金(Au)制成的金属触点构成。研究人员表示,在钙钛矿和空穴传输层之间的界面处使用2D钙钛矿层,可以改善电荷载流子的传输/提取,同时抑制离子迁移。
该组件采用玻璃-玻璃封装技术,并在紫外光照射下对组件进行边缘密封。
该面板的孔径面积为27.22 cm2,在标准照明条件下测试,认证效率为23.30%,稳定效率为22.97%。据研究小组称,这是有史以来该尺寸钙钛矿太阳能组件的最高效率记录。其补充说:“此外,钙钛矿太阳能组件显示出长期的运行稳定性,在室温条件下单日照连续照射1000小时后仍能保持94.66%的初始效率。”
科学家们相信这种组件技术可以转化为大规模生产,并带来钙钛矿光伏技术的商业化。
该研究小组还包括来自中国科学院、南方科技大学、西安交通大学和苏州大学的学者,以及来自莫斯科国立罗蒙诺索夫大学、卢森堡科学与技术研究所(LIST)、德国维尔茨堡尤利乌斯*马克西米利安大学和日本桐荫横滨大学的学者。
原标题:EPFL公布具有23.3%破纪录效率的钙钛矿太阳能组件