【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】在全球能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，鈣鈦礦太陽能電池作為新一代光伏技術(shù)，在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中表現(xiàn)出巨大潛力。其中，如何獲得均勻穩(wěn)定的空穴傳輸層 (HTL)， 在大面積組件制備過程中至關(guān)重要。然而，目前基于自組裝單分子層 (SAM) 的HTL通常存在界面結(jié)合力弱、薄膜均勻性差、穩(wěn)定性不足等問題，限制了其規(guī)模化應(yīng)用。
鑒于此，西安交通大學(xué)電信學(xué)部電子學(xué)院吳朝新教授團(tuán)隊(duì)提出了一種集成HTL策略，并在NiOx合成過程中進(jìn)行原位SAM錨定，從而形成一種可擴(kuò)展、高性能且耐用的HTL。該策略顯著增強(qiáng)了分子有序性、能級排列和電荷提取，從而顯著提升了大面積狹縫涂布組件的性能。
采用這種HTL的鈣鈦礦太陽能電池實(shí)現(xiàn)了26.02 %的最高效率(有效面積為 0.0655 cm2)，而大面積組件效率在23.25 cm2時達(dá)到22.80 %，87.45 cm2時達(dá)到21.45%， 749.276 cm2時達(dá)到20.21 %(認(rèn)證效率為19.50 %)，顯示出卓越的可擴(kuò)展性。此外，商業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵關(guān)注點(diǎn)——輻照和熱穩(wěn)定性，也得到了顯著改善。封裝后的大面積組件成功通過了 IEC 61215-2-2021標(biāo)準(zhǔn)中的三項(xiàng)組件質(zhì)量測試(MQT)：戶外暴露(MQT 08)、紫外線預(yù)處理(MQT 10)和濕高溫工作壽命(MQT 13)測試。
上述研究近期以《用于高性能和可擴(kuò)展的鈣鈦礦太陽能電池的原位協(xié)調(diào)HTL策略》(In situ Coordinated HTL Strategy for High-Performance and Scalable Perovskite Solar Cells) 為題發(fā)表在國際頂級期刊《自然·通訊》(Nature Communications)上，西安交通大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院為第一通訊單位。課題組博士生孫郁露和許若堯?yàn)楣餐谝蛔髡撸\飛副教授、吳朝新教授、董化教授為共同通訊作者。該工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金的資助，論文測試表征得到了西安交通大學(xué)大型儀器設(shè)備共享測試中心支持。吳朝新教授團(tuán)隊(duì)長期研究新型功能材料的“光-電”與“電-光”物理機(jī)制及其器件應(yīng)用如太陽能電池、發(fā)光二極管、光電探測器等。
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