钙钛矿最新进展第一期（20220815）
基于《全球光伏》对全球钙钛矿光伏研究的长期跟踪与关注，将定期更新钙钛矿领域的最新进展，以供行业参考，欢迎关注。
1.新型PSC中使用具有有效载流子动力学的钙钛矿超晶格（2022.08.14）
加州大学圣地亚哥分校、劳伦斯伯克利国家实验室、斯坦福大学、洛斯阿拉莫斯国家实验室、韩国延世大学和大邱庆北科学技术研究所的科学家们开发了一种新型钙钛矿太阳能电池，由无铅低维材料制成。具有超晶格晶体结构的钙钛矿材料。
该材料在三个维度上表现出有效的载流子动力学，其器件方向可以垂直于电极。迄今为止，这类特殊钙钛矿中的材料仅在二维中表现出这种动态 - 从未报道过垂直取向的太阳能电池。
该团队报告称，由于其特殊的结构，这种新型超晶格太阳能电池的效率达到了 12.36%，这是无铅低维钙钛矿太阳能电池报道的最高效率（之前的记录保持者的效率为 8.82%）。新型太阳能电池还具有 0.967 V 的异常开路电压，高于 0.802 V 的理论极限。这两项结果均已获得独立认证。
2.研究人员成功解决钙钛矿 LED 的稳定性问题（2022.08.10）
钙钛矿 LED 可以很容易地以低成本生产。与OLED相比，它们重量轻且具有灵活性，其色纯度和可调性类似于基于 III-V 半导体的 LED，因此具有很大的前景。然而，在商业应用出现之前，必须克服钙钛矿 LED 较差的器件稳定性。
钙钛矿 LED 的典型寿命约为 10 到 100 小时。相比之下，OLED 显示器所需的最短寿命为 10,000 小时。目前很难达到这个阈值，因为卤化物钙钛矿半导体由于其晶体结构的离子性质而本质上是不稳定的 - 当向 LED 施加电压时，离子会四处移动，从而导致材料降解。
浙江大学光学科学与工程学院狄大伟教授和赵宝丹教授领导的研究小组在最近的工作中发现，通过使用偶极分子稳定剂，可以制造出高效稳定的钙钛矿LED超长寿命，满足商业应用需求。该研究是与厦门大学李成教授、浙江大学洪子健教授、南航及剑桥大学李伟伟教授等课题组合作完成的。
3.新项目将利用量子计算推进钙钛矿光伏材料（2022.08.06）
一家名为 Phasecraft 的英国量子软件公司将领导一个项目，该项目为太阳能光伏发电的新型钙钛矿硅材料建模。根据最近的一份声明，该项目与牛津光伏和伦敦大学学院 (UCL) 的科学家合作，旨在支持量子计算的发展，以模拟光伏材料建模中“当前棘手的问题”。
关于这个新项目没有提供太多细节，该项目获得了英国研究与创新公司的商业化量子技术挑战奖。然而，据说它将着手开发一种针对光伏行业的实际需求量身定制的建模能力。
4.新设计在几秒钟内为可穿戴设备充电（2022.08.04）
来自Surrey大学先进技术研究所 (ATI)、塞浦路斯大学 KIOS 卓越研究与创新中心、中国郑州大学和英国国家物理实验室 (NPL) 的研究人员展示了一种新的光充电系统，该系统融合了带有钙钛矿太阳能电池的锌离子电池。
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(a) 设备配置和 (b) 集成柔性光充电系统的工作原理。
新系统可以让可穿戴设备在无需插入电源的情况下充电。事实上，只需30秒的阳光就可以将未来智能手表和其他可穿戴设备的电池寿命延长数十分钟。新的环保、可光充电系统的独特之处在于其在集成电池和太阳能电池之间的优雅设计，使其能够展示出可与最先进的微型电池和超级电容器相媲美的高能量和体积密度。
5.使用聚苯胺改进钙钛矿太阳能电池（2022.08.02）
雪城大学（Syracuse Uni.）、南达科他（South Dakota）州立大学和湖州大学的科学家们研究了聚苯胺作为改进钙钛矿太阳能电池材料的用途。该团队展示了一种简便、低成本的聚苯胺空穴传输机制制造路线，与钙钛矿中的传统 PEDOT：PSS 空穴传输层相比，该方法显示出更高的功率转换效率。这可以为低成本、高效率的钙钛矿太阳能电池提供一条途径。
PEDOT：PSS是钙钛矿中常用的材料，用作光敏钙钛矿层和氧化铟锡层之间的空穴传输层。使用 PEDOT：PSS 可提高钙钛矿太阳能电池的功率转换效率。但是，已经观察到 PEDOT：PSS 存在几个问题。基本问题之一是与这种材料的大粒径相关的活性层退化和缺陷形成。此外，这种材料作为空穴传输层的使用受到低电导率限制和成本问题的阻碍。
6.用于高效稳定钙钛矿太阳能电池的二维钙钛矿钝化层（2022.08.01）
来自蔚山国立科学技术研究院（UNIST）、武汉理工大学和先进能源科学与技术广东省实验室佛山仙湖实验室的研究人员宣布成功通过真空薄膜制造高效、稳定的钙钛矿太阳能电池沉积过程。
真空薄膜沉积是一种已广泛用于制造大型OLED电视的技术，它通过在真空中蒸发原材料并将其薄薄地涂覆在基板上。以这种方式开发的钙钛矿太阳能电池显示出21.4%的光伏-电能转换效率，该团队称这是通过真空薄膜沉积工艺制造的钙钛矿太阳能电池中最高的。
7.UNSW概述了反向偏置对钙钛矿太阳能电池构成的威胁（2022.07.31）
由著名光伏科学家 Martin Green 领导的新南威尔士大学 (UNSW) 团队表明，钙钛矿太阳能电池可能特别容易受到反向偏压的损坏，这是由于阴影不均匀或其他现实环境中可能出现的问题造成的。反向偏置本身和由此产生的热量都会导致钙钛矿太阳能电池中常用的几种材料降解，而这些问题在迄今为止发表的研究中只受到有限的关注。 ![]()
图：应对钙钛矿太阳能电池所面临的温度和反向偏置挑战
尽管过去几年取得了令人瞩目的研究成果，但钙钛矿太阳能电池的稳定性问题仍然存在。迄今为止，大部分专注于提高稳定性的研究都集中在正常工作条件下出现的问题上 - 例如对氧气和湿气的敏感性，这可以通过封装来解决，或者在紫外线下的降解，这可以通过反射涂层来解决。
然而，其他问题可能对开发可以在户外条件下工作数年甚至数十年的钙钛矿设备提出严峻挑战。“......热降解和反向偏置不稳定性是仍然存在的问题，即使对于本质上更稳定的硅电池也构成挑战，这表明可能需要创新方法来令人满意地解决钙钛矿电池的这些问题”，
8.表面氧化还原工程方法可实现高性能大面积钙钛矿子模块（2022.07.29）
由中国科学院大连化学物理研究所 (DICP) 刘胜忠教授领导的研究人员开发了一种简便的表面氧化还原工程 (SRE) 策略，用于真空沉积 NiOx 以匹配槽模涂层钙钛矿，并制造了高性能大面积钙钛矿子模块。
倒置 PSC 可能比其正常对应物更有价值，因为前者具有易于缓解的滞后行为和长期耐用性。NiOx 已被证明是一种用于倒置 PSC 的有前途的空穴传输材料。但对于大多数真空处理的 NiOx 薄膜来说，相对疏水的表面会削弱钙钛矿油墨的附着力，使得沉积大面积钙钛矿薄膜具有挑战性。
9.效率为18.8%的氧化石墨烯/硅异质结太阳能电池（2022.07.28）
来自河北大学、卡尔斯鲁厄理工学院和中国组件制造商英利绿色能源控股有限公司的研究人员报告了一种基于氧化石墨烯 (GO)和硅的大面积 5.5 cm 2异质结太阳能电池。
GO是碳、氧和氢的化合物，通过用氧化剂和酸处理石墨获得。它由单层氧化石墨片组成，通常用于生产石墨烯相关的纳米材料，用于各种应用，包括电子、光学、化学等。科学家们开发了一种由 GO 与 Nafion 混合制成的墨水，可以将其旋涂在 n 型硅晶片上以形成高质量的钝化接触方案。
“低界面复合由 Nafion 和 GO 选择载流子提供，”该团队解释说，并指出钝化方案还包括一个电子选择性钝化接触，该接触包括 n 掺杂氢化非晶硅和氧化铟锡 (ITO) 覆盖层旨在改善光捕获和减少表面复合。
10.SETO资助开发在制造过程中检测钙钛矿缺陷的方法（2022.07.28）
美国能源部太阳能技术办公室 (SETO) 选择了亚利桑那大学化学与环境工程副教授 Erin Ratcliff 获得 300,000 美元的赠款，以推进钙钛矿的近期可扩展性。
“钙钛矿是性能最高的可印刷太阳能电池技术，” Ratcliff说，“但该领域的操作假设是缺陷导致不稳定”。借助 SETO 的资助，Ratcliff和她的团队将开发一种在制造过程中检测这些缺陷的方法。这种低成本、可扩展的方法将帮助科学家了解制造过程中不同部件和材料可能导致缺陷和不稳定性的方式，以及如何减轻这些影响。
SETO的赠款是SETO 2022年太阳能小型创新项目资助计划的一部分，该计划资助有针对性的早期太阳能研究想法，这些想法可以在第一年的业绩中产生重大成果，共19 个项目获得500万美元的资助。
原创No.2532;转载需联系授权
基于《全球光伏》对全球钙钛矿光伏研究的长期跟踪与关注，将定期更新钙钛矿领域的最新进展，以供行业参考，欢迎关注。
1.新型PSC中使用具有有效载流子动力学的钙钛矿超晶格（2022.08.14）
加州大学圣地亚哥分校、劳伦斯伯克利国家实验室、斯坦福大学、洛斯阿拉莫斯国家实验室、韩国延世大学和大邱庆北科学技术研究所的科学家们开发了一种新型钙钛矿太阳能电池，由无铅低维材料制成。具有超晶格晶体结构的钙钛矿材料。
该材料在三个维度上表现出有效的载流子动力学，其器件方向可以垂直于电极。迄今为止，这类特殊钙钛矿中的材料仅在二维中表现出这种动态 - 从未报道过垂直取向的太阳能电池。
该团队报告称，由于其特殊的结构，这种新型超晶格太阳能电池的效率达到了 12.36%，这是无铅低维钙钛矿太阳能电池报道的最高效率（之前的记录保持者的效率为 8.82%）。新型太阳能电池还具有 0.967 V 的异常开路电压，高于 0.802 V 的理论极限。这两项结果均已获得独立认证。
2.研究人员成功解决钙钛矿 LED 的稳定性问题（2022.08.10）
钙钛矿 LED 可以很容易地以低成本生产。与OLED相比，它们重量轻且具有灵活性，其色纯度和可调性类似于基于 III-V 半导体的 LED，因此具有很大的前景。然而，在商业应用出现之前，必须克服钙钛矿 LED 较差的器件稳定性。
钙钛矿 LED 的典型寿命约为 10 到 100 小时。相比之下，OLED 显示器所需的最短寿命为 10,000 小时。目前很难达到这个阈值，因为卤化物钙钛矿半导体由于其晶体结构的离子性质而本质上是不稳定的 - 当向 LED 施加电压时，离子会四处移动，从而导致材料降解。
浙江大学光学科学与工程学院狄大伟教授和赵宝丹教授领导的研究小组在最近的工作中发现，通过使用偶极分子稳定剂，可以制造出高效稳定的钙钛矿LED超长寿命，满足商业应用需求。该研究是与厦门大学李成教授、浙江大学洪子健教授、南航及剑桥大学李伟伟教授等课题组合作完成的。
3.新项目将利用量子计算推进钙钛矿光伏材料（2022.08.06）
一家名为 Phasecraft 的英国量子软件公司将领导一个项目，该项目为太阳能光伏发电的新型钙钛矿硅材料建模。根据最近的一份声明，该项目与牛津光伏和伦敦大学学院 (UCL) 的科学家合作，旨在支持量子计算的发展，以模拟光伏材料建模中“当前棘手的问题”。
关于这个新项目没有提供太多细节，该项目获得了英国研究与创新公司的商业化量子技术挑战奖。然而，据说它将着手开发一种针对光伏行业的实际需求量身定制的建模能力。
4.新设计在几秒钟内为可穿戴设备充电（2022.08.04）
来自Surrey大学先进技术研究所 (ATI)、塞浦路斯大学 KIOS 卓越研究与创新中心、中国郑州大学和英国国家物理实验室 (NPL) 的研究人员展示了一种新的光充电系统，该系统融合了带有钙钛矿太阳能电池的锌离子电池。
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(a) 设备配置和 (b) 集成柔性光充电系统的工作原理。
新系统可以让可穿戴设备在无需插入电源的情况下充电。事实上，只需30秒的阳光就可以将未来智能手表和其他可穿戴设备的电池寿命延长数十分钟。新的环保、可光充电系统的独特之处在于其在集成电池和太阳能电池之间的优雅设计，使其能够展示出可与最先进的微型电池和超级电容器相媲美的高能量和体积密度。
5.使用聚苯胺改进钙钛矿太阳能电池（2022.08.02）
雪城大学（Syracuse Uni.）、南达科他（South Dakota）州立大学和湖州大学的科学家们研究了聚苯胺作为改进钙钛矿太阳能电池材料的用途。该团队展示了一种简便、低成本的聚苯胺空穴传输机制制造路线，与钙钛矿中的传统 PEDOT：PSS 空穴传输层相比，该方法显示出更高的功率转换效率。这可以为低成本、高效率的钙钛矿太阳能电池提供一条途径。
PEDOT：PSS是钙钛矿中常用的材料，用作光敏钙钛矿层和氧化铟锡层之间的空穴传输层。使用 PEDOT：PSS 可提高钙钛矿太阳能电池的功率转换效率。但是，已经观察到 PEDOT：PSS 存在几个问题。基本问题之一是与这种材料的大粒径相关的活性层退化和缺陷形成。此外，这种材料作为空穴传输层的使用受到低电导率限制和成本问题的阻碍。
6.用于高效稳定钙钛矿太阳能电池的二维钙钛矿钝化层（2022.08.01）
来自蔚山国立科学技术研究院（UNIST）、武汉理工大学和先进能源科学与技术广东省实验室佛山仙湖实验室的研究人员宣布成功通过真空薄膜制造高效、稳定的钙钛矿太阳能电池沉积过程。
真空薄膜沉积是一种已广泛用于制造大型OLED电视的技术，它通过在真空中蒸发原材料并将其薄薄地涂覆在基板上。以这种方式开发的钙钛矿太阳能电池显示出21.4%的光伏-电能转换效率，该团队称这是通过真空薄膜沉积工艺制造的钙钛矿太阳能电池中最高的。
7.UNSW概述了反向偏置对钙钛矿太阳能电池构成的威胁（2022.07.31）
由著名光伏科学家 Martin Green 领导的新南威尔士大学 (UNSW) 团队表明，钙钛矿太阳能电池可能特别容易受到反向偏压的损坏，这是由于阴影不均匀或其他现实环境中可能出现的问题造成的。反向偏置本身和由此产生的热量都会导致钙钛矿太阳能电池中常用的几种材料降解，而这些问题在迄今为止发表的研究中只受到有限的关注。 ![]()
图：应对钙钛矿太阳能电池所面临的温度和反向偏置挑战
尽管过去几年取得了令人瞩目的研究成果，但钙钛矿太阳能电池的稳定性问题仍然存在。迄今为止，大部分专注于提高稳定性的研究都集中在正常工作条件下出现的问题上 - 例如对氧气和湿气的敏感性，这可以通过封装来解决，或者在紫外线下的降解，这可以通过反射涂层来解决。
然而，其他问题可能对开发可以在户外条件下工作数年甚至数十年的钙钛矿设备提出严峻挑战。“......热降解和反向偏置不稳定性是仍然存在的问题，即使对于本质上更稳定的硅电池也构成挑战，这表明可能需要创新方法来令人满意地解决钙钛矿电池的这些问题”，
8.表面氧化还原工程方法可实现高性能大面积钙钛矿子模块（2022.07.29）
由中国科学院大连化学物理研究所 (DICP) 刘胜忠教授领导的研究人员开发了一种简便的表面氧化还原工程 (SRE) 策略，用于真空沉积 NiOx 以匹配槽模涂层钙钛矿，并制造了高性能大面积钙钛矿子模块。
倒置 PSC 可能比其正常对应物更有价值，因为前者具有易于缓解的滞后行为和长期耐用性。NiOx 已被证明是一种用于倒置 PSC 的有前途的空穴传输材料。但对于大多数真空处理的 NiOx 薄膜来说，相对疏水的表面会削弱钙钛矿油墨的附着力，使得沉积大面积钙钛矿薄膜具有挑战性。
9.效率为18.8%的氧化石墨烯/硅异质结太阳能电池（2022.07.28）
来自河北大学、卡尔斯鲁厄理工学院和中国组件制造商英利绿色能源控股有限公司的研究人员报告了一种基于氧化石墨烯 (GO)和硅的大面积 5.5 cm 2异质结太阳能电池。
GO是碳、氧和氢的化合物，通过用氧化剂和酸处理石墨获得。它由单层氧化石墨片组成，通常用于生产石墨烯相关的纳米材料，用于各种应用，包括电子、光学、化学等。科学家们开发了一种由 GO 与 Nafion 混合制成的墨水，可以将其旋涂在 n 型硅晶片上以形成高质量的钝化接触方案。
“低界面复合由 Nafion 和 GO 选择载流子提供，”该团队解释说，并指出钝化方案还包括一个电子选择性钝化接触，该接触包括 n 掺杂氢化非晶硅和氧化铟锡 (ITO) 覆盖层旨在改善光捕获和减少表面复合。
10.SETO资助开发在制造过程中检测钙钛矿缺陷的方法（2022.07.28）
美国能源部太阳能技术办公室 (SETO) 选择了亚利桑那大学化学与环境工程副教授 Erin Ratcliff 获得 300,000 美元的赠款，以推进钙钛矿的近期可扩展性。
“钙钛矿是性能最高的可印刷太阳能电池技术，” Ratcliff说，“但该领域的操作假设是缺陷导致不稳定”。借助 SETO 的资助，Ratcliff和她的团队将开发一种在制造过程中检测这些缺陷的方法。这种低成本、可扩展的方法将帮助科学家了解制造过程中不同部件和材料可能导致缺陷和不稳定性的方式，以及如何减轻这些影响。
SETO的赠款是SETO 2022年太阳能小型创新项目资助计划的一部分，该计划资助有针对性的早期太阳能研究想法，这些想法可以在第一年的业绩中产生重大成果，共19 个项目获得500万美元的资助。
原创No.2532;转载需联系授权
基于《全球光伏》对全球钙钛矿光伏研究的长期跟踪与关注，将定期更新钙钛矿领域的最新进展，以供行业参考，欢迎关注。
1.新型PSC中使用具有有效载流子动力学的钙钛矿超晶格（2022.08.14）
加州大学圣地亚哥分校、劳伦斯伯克利国家实验室、斯坦福大学、洛斯阿拉莫斯国家实验室、韩国延世大学和大邱庆北科学技术研究所的科学家们开发了一种新型钙钛矿太阳能电池，由无铅低维材料制成。具有超晶格晶体结构的钙钛矿材料。
该材料在三个维度上表现出有效的载流子动力学，其器件方向可以垂直于电极。迄今为止，这类特殊钙钛矿中的材料仅在二维中表现出这种动态 - 从未报道过垂直取向的太阳能电池。
该团队报告称，由于其特殊的结构，这种新型超晶格太阳能电池的效率达到了 12.36%，这是无铅低维钙钛矿太阳能电池报道的最高效率（之前的记录保持者的效率为 8.82%）。新型太阳能电池还具有 0.967 V 的异常开路电压，高于 0.802 V 的理论极限。这两项结果均已获得独立认证。
2.研究人员成功解决钙钛矿 LED 的稳定性问题（2022.08.10）
钙钛矿 LED 可以很容易地以低成本生产。与OLED相比，它们重量轻且具有灵活性，其色纯度和可调性类似于基于 III-V 半导体的 LED，因此具有很大的前景。然而，在商业应用出现之前，必须克服钙钛矿 LED 较差的器件稳定性。
钙钛矿 LED 的典型寿命约为 10 到 100 小时。相比之下，OLED 显示器所需的最短寿命为 10,000 小时。目前很难达到这个阈值，因为卤化物钙钛矿半导体由于其晶体结构的离子性质而本质上是不稳定的 - 当向 LED 施加电压时，离子会四处移动，从而导致材料降解。
浙江大学光学科学与工程学院狄大伟教授和赵宝丹教授领导的研究小组在最近的工作中发现，通过使用偶极分子稳定剂，可以制造出高效稳定的钙钛矿LED超长寿命，满足商业应用需求。该研究是与厦门大学李成教授、浙江大学洪子健教授、南航及剑桥大学李伟伟教授等课题组合作完成的。
3.新项目将利用量子计算推进钙钛矿光伏材料（2022.08.06）
一家名为 Phasecraft 的英国量子软件公司将领导一个项目，该项目为太阳能光伏发电的新型钙钛矿硅材料建模。根据最近的一份声明，该项目与牛津光伏和伦敦大学学院 (UCL) 的科学家合作，旨在支持量子计算的发展，以模拟光伏材料建模中“当前棘手的问题”。
关于这个新项目没有提供太多细节，该项目获得了英国研究与创新公司的商业化量子技术挑战奖。然而，据说它将着手开发一种针对光伏行业的实际需求量身定制的建模能力。
4.新设计在几秒钟内为可穿戴设备充电（2022.08.04）
来自Surrey大学先进技术研究所 (ATI)、塞浦路斯大学 KIOS 卓越研究与创新中心、中国郑州大学和英国国家物理实验室 (NPL) 的研究人员展示了一种新的光充电系统，该系统融合了带有钙钛矿太阳能电池的锌离子电池。
![]()
(a) 设备配置和 (b) 集成柔性光充电系统的工作原理。
新系统可以让可穿戴设备在无需插入电源的情况下充电。事实上，只需30秒的阳光就可以将未来智能手表和其他可穿戴设备的电池寿命延长数十分钟。新的环保、可光充电系统的独特之处在于其在集成电池和太阳能电池之间的优雅设计，使其能够展示出可与最先进的微型电池和超级电容器相媲美的高能量和体积密度。
5.使用聚苯胺改进钙钛矿太阳能电池（2022.08.02）
雪城大学（Syracuse Uni.）、南达科他（South Dakota）州立大学和湖州大学的科学家们研究了聚苯胺作为改进钙钛矿太阳能电池材料的用途。该团队展示了一种简便、低成本的聚苯胺空穴传输机制制造路线，与钙钛矿中的传统 PEDOT：PSS 空穴传输层相比，该方法显示出更高的功率转换效率。这可以为低成本、高效率的钙钛矿太阳能电池提供一条途径。
PEDOT：PSS是钙钛矿中常用的材料，用作光敏钙钛矿层和氧化铟锡层之间的空穴传输层。使用 PEDOT：PSS 可提高钙钛矿太阳能电池的功率转换效率。但是，已经观察到 PEDOT：PSS 存在几个问题。基本问题之一是与这种材料的大粒径相关的活性层退化和缺陷形成。此外，这种材料作为空穴传输层的使用受到低电导率限制和成本问题的阻碍。
6.用于高效稳定钙钛矿太阳能电池的二维钙钛矿钝化层（2022.08.01）
来自蔚山国立科学技术研究院（UNIST）、武汉理工大学和先进能源科学与技术广东省实验室佛山仙湖实验室的研究人员宣布成功通过真空薄膜制造高效、稳定的钙钛矿太阳能电池沉积过程。
真空薄膜沉积是一种已广泛用于制造大型OLED电视的技术，它通过在真空中蒸发原材料并将其薄薄地涂覆在基板上。以这种方式开发的钙钛矿太阳能电池显示出21.4%的光伏-电能转换效率，该团队称这是通过真空薄膜沉积工艺制造的钙钛矿太阳能电池中最高的。
7.UNSW概述了反向偏置对钙钛矿太阳能电池构成的威胁（2022.07.31）
由著名光伏科学家 Martin Green 领导的新南威尔士大学 (UNSW) 团队表明，钙钛矿太阳能电池可能特别容易受到反向偏压的损坏，这是由于阴影不均匀或其他现实环境中可能出现的问题造成的。反向偏置本身和由此产生的热量都会导致钙钛矿太阳能电池中常用的几种材料降解，而这些问题在迄今为止发表的研究中只受到有限的关注。 ![]()
图：应对钙钛矿太阳能电池所面临的温度和反向偏置挑战
尽管过去几年取得了令人瞩目的研究成果，但钙钛矿太阳能电池的稳定性问题仍然存在。迄今为止，大部分专注于提高稳定性的研究都集中在正常工作条件下出现的问题上 - 例如对氧气和湿气的敏感性，这可以通过封装来解决，或者在紫外线下的降解，这可以通过反射涂层来解决。
然而，其他问题可能对开发可以在户外条件下工作数年甚至数十年的钙钛矿设备提出严峻挑战。“......热降解和反向偏置不稳定性是仍然存在的问题，即使对于本质上更稳定的硅电池也构成挑战，这表明可能需要创新方法来令人满意地解决钙钛矿电池的这些问题”，
8.表面氧化还原工程方法可实现高性能大面积钙钛矿子模块（2022.07.29）
由中国科学院大连化学物理研究所 (DICP) 刘胜忠教授领导的研究人员开发了一种简便的表面氧化还原工程 (SRE) 策略，用于真空沉积 NiOx 以匹配槽模涂层钙钛矿，并制造了高性能大面积钙钛矿子模块。
倒置 PSC 可能比其正常对应物更有价值，因为前者具有易于缓解的滞后行为和长期耐用性。NiOx 已被证明是一种用于倒置 PSC 的有前途的空穴传输材料。但对于大多数真空处理的 NiOx 薄膜来说，相对疏水的表面会削弱钙钛矿油墨的附着力，使得沉积大面积钙钛矿薄膜具有挑战性。
9.效率为18.8%的氧化石墨烯/硅异质结太阳能电池（2022.07.28）
来自河北大学、卡尔斯鲁厄理工学院和中国组件制造商英利绿色能源控股有限公司的研究人员报告了一种基于氧化石墨烯 (GO)和硅的大面积 5.5 cm 2异质结太阳能电池。
GO是碳、氧和氢的化合物，通过用氧化剂和酸处理石墨获得。它由单层氧化石墨片组成，通常用于生产石墨烯相关的纳米材料，用于各种应用，包括电子、光学、化学等。科学家们开发了一种由 GO 与 Nafion 混合制成的墨水，可以将其旋涂在 n 型硅晶片上以形成高质量的钝化接触方案。
“低界面复合由 Nafion 和 GO 选择载流子提供，”该团队解释说，并指出钝化方案还包括一个电子选择性钝化接触，该接触包括 n 掺杂氢化非晶硅和氧化铟锡 (ITO) 覆盖层旨在改善光捕获和减少表面复合。
10.SETO资助开发在制造过程中检测钙钛矿缺陷的方法（2022.07.28）
美国能源部太阳能技术办公室 (SETO) 选择了亚利桑那大学化学与环境工程副教授 Erin Ratcliff 获得 300,000 美元的赠款，以推进钙钛矿的近期可扩展性。
“钙钛矿是性能最高的可印刷太阳能电池技术，” Ratcliff说，“但该领域的操作假设是缺陷导致不稳定”。借助 SETO 的资助，Ratcliff和她的团队将开发一种在制造过程中检测这些缺陷的方法。这种低成本、可扩展的方法将帮助科学家了解制造过程中不同部件和材料可能导致缺陷和不稳定性的方式，以及如何减轻这些影响。
SETO的赠款是SETO 2022年太阳能小型创新项目资助计划的一部分，该计划资助有针对性的早期太阳能研究想法，这些想法可以在第一年的业绩中产生重大成果，共19 个项目获得500万美元的资助。
原创No.2532;转载需联系授权
基于《全球光伏》对全球钙钛矿光伏研究的长期跟踪与关注，将定期更新钙钛矿领域的最新进展，以供行业参考，欢迎关注。
1.新型PSC中使用具有有效载流子动力学的钙钛矿超晶格（2022.08.14）
加州大学圣地亚哥分校、劳伦斯伯克利国家实验室、斯坦福大学、洛斯阿拉莫斯国家实验室、韩国延世大学和大邱庆北科学技术研究所的科学家们开发了一种新型钙钛矿太阳能电池，由无铅低维材料制成。具有超晶格晶体结构的钙钛矿材料。
该材料在三个维度上表现出有效的载流子动力学，其器件方向可以垂直于电极。迄今为止，这类特殊钙钛矿中的材料仅在二维中表现出这种动态 - 从未报道过垂直取向的太阳能电池。
该团队报告称，由于其特殊的结构，这种新型超晶格太阳能电池的效率达到了 12.36%，这是无铅低维钙钛矿太阳能电池报道的最高效率（之前的记录保持者的效率为 8.82%）。新型太阳能电池还具有 0.967 V 的异常开路电压，高于 0.802 V 的理论极限。这两项结果均已获得独立认证。
2.研究人员成功解决钙钛矿 LED 的稳定性问题（2022.08.10）
钙钛矿 LED 可以很容易地以低成本生产。与OLED相比，它们重量轻且具有灵活性，其色纯度和可调性类似于基于 III-V 半导体的 LED，因此具有很大的前景。然而，在商业应用出现之前，必须克服钙钛矿 LED 较差的器件稳定性。
钙钛矿 LED 的典型寿命约为 10 到 100 小时。相比之下，OLED 显示器所需的最短寿命为 10,000 小时。目前很难达到这个阈值，因为卤化物钙钛矿半导体由于其晶体结构的离子性质而本质上是不稳定的 - 当向 LED 施加电压时，离子会四处移动，从而导致材料降解。
浙江大学光学科学与工程学院狄大伟教授和赵宝丹教授领导的研究小组在最近的工作中发现，通过使用偶极分子稳定剂，可以制造出高效稳定的钙钛矿LED超长寿命，满足商业应用需求。该研究是与厦门大学李成教授、浙江大学洪子健教授、南航及剑桥大学李伟伟教授等课题组合作完成的。
3.新项目将利用量子计算推进钙钛矿光伏材料（2022.08.06）
一家名为 Phasecraft 的英国量子软件公司将领导一个项目，该项目为太阳能光伏发电的新型钙钛矿硅材料建模。根据最近的一份声明，该项目与牛津光伏和伦敦大学学院 (UCL) 的科学家合作，旨在支持量子计算的发展，以模拟光伏材料建模中“当前棘手的问题”。
关于这个新项目没有提供太多细节，该项目获得了英国研究与创新公司的商业化量子技术挑战奖。然而，据说它将着手开发一种针对光伏行业的实际需求量身定制的建模能力。
4.新设计在几秒钟内为可穿戴设备充电（2022.08.04）
来自Surrey大学先进技术研究所 (ATI)、塞浦路斯大学 KIOS 卓越研究与创新中心、中国郑州大学和英国国家物理实验室 (NPL) 的研究人员展示了一种新的光充电系统，该系统融合了带有钙钛矿太阳能电池的锌离子电池。
![]()
(a) 设备配置和 (b) 集成柔性光充电系统的工作原理。
新系统可以让可穿戴设备在无需插入电源的情况下充电。事实上，只需30秒的阳光就可以将未来智能手表和其他可穿戴设备的电池寿命延长数十分钟。新的环保、可光充电系统的独特之处在于其在集成电池和太阳能电池之间的优雅设计，使其能够展示出可与最先进的微型电池和超级电容器相媲美的高能量和体积密度。
5.使用聚苯胺改进钙钛矿太阳能电池（2022.08.02）
雪城大学（Syracuse Uni.）、南达科他（South Dakota）州立大学和湖州大学的科学家们研究了聚苯胺作为改进钙钛矿太阳能电池材料的用途。该团队展示了一种简便、低成本的聚苯胺空穴传输机制制造路线，与钙钛矿中的传统 PEDOT：PSS 空穴传输层相比，该方法显示出更高的功率转换效率。这可以为低成本、高效率的钙钛矿太阳能电池提供一条途径。
PEDOT：PSS是钙钛矿中常用的材料，用作光敏钙钛矿层和氧化铟锡层之间的空穴传输层。使用 PEDOT：PSS 可提高钙钛矿太阳能电池的功率转换效率。但是，已经观察到 PEDOT：PSS 存在几个问题。基本问题之一是与这种材料的大粒径相关的活性层退化和缺陷形成。此外，这种材料作为空穴传输层的使用受到低电导率限制和成本问题的阻碍。
6.用于高效稳定钙钛矿太阳能电池的二维钙钛矿钝化层（2022.08.01）
来自蔚山国立科学技术研究院（UNIST）、武汉理工大学和先进能源科学与技术广东省实验室佛山仙湖实验室的研究人员宣布成功通过真空薄膜制造高效、稳定的钙钛矿太阳能电池沉积过程。
真空薄膜沉积是一种已广泛用于制造大型OLED电视的技术，它通过在真空中蒸发原材料并将其薄薄地涂覆在基板上。以这种方式开发的钙钛矿太阳能电池显示出21.4%的光伏-电能转换效率，该团队称这是通过真空薄膜沉积工艺制造的钙钛矿太阳能电池中最高的。
7.UNSW概述了反向偏置对钙钛矿太阳能电池构成的威胁（2022.07.31）
由著名光伏科学家 Martin Green 领导的新南威尔士大学 (UNSW) 团队表明，钙钛矿太阳能电池可能特别容易受到反向偏压的损坏，这是由于阴影不均匀或其他现实环境中可能出现的问题造成的。反向偏置本身和由此产生的热量都会导致钙钛矿太阳能电池中常用的几种材料降解，而这些问题在迄今为止发表的研究中只受到有限的关注。 ![]()
图：应对钙钛矿太阳能电池所面临的温度和反向偏置挑战
尽管过去几年取得了令人瞩目的研究成果，但钙钛矿太阳能电池的稳定性问题仍然存在。迄今为止，大部分专注于提高稳定性的研究都集中在正常工作条件下出现的问题上 - 例如对氧气和湿气的敏感性，这可以通过封装来解决，或者在紫外线下的降解，这可以通过反射涂层来解决。
然而，其他问题可能对开发可以在户外条件下工作数年甚至数十年的钙钛矿设备提出严峻挑战。“......热降解和反向偏置不稳定性是仍然存在的问题，即使对于本质上更稳定的硅电池也构成挑战，这表明可能需要创新方法来令人满意地解决钙钛矿电池的这些问题”，
8.表面氧化还原工程方法可实现高性能大面积钙钛矿子模块（2022.07.29）
由中国科学院大连化学物理研究所 (DICP) 刘胜忠教授领导的研究人员开发了一种简便的表面氧化还原工程 (SRE) 策略，用于真空沉积 NiOx 以匹配槽模涂层钙钛矿，并制造了高性能大面积钙钛矿子模块。
倒置 PSC 可能比其正常对应物更有价值，因为前者具有易于缓解的滞后行为和长期耐用性。NiOx 已被证明是一种用于倒置 PSC 的有前途的空穴传输材料。但对于大多数真空处理的 NiOx 薄膜来说，相对疏水的表面会削弱钙钛矿油墨的附着力，使得沉积大面积钙钛矿薄膜具有挑战性。
9.效率为18.8%的氧化石墨烯/硅异质结太阳能电池（2022.07.28）
来自河北大学、卡尔斯鲁厄理工学院和中国组件制造商英利绿色能源控股有限公司的研究人员报告了一种基于氧化石墨烯 (GO)和硅的大面积 5.5 cm 2异质结太阳能电池。
GO是碳、氧和氢的化合物，通过用氧化剂和酸处理石墨获得。它由单层氧化石墨片组成，通常用于生产石墨烯相关的纳米材料，用于各种应用，包括电子、光学、化学等。科学家们开发了一种由 GO 与 Nafion 混合制成的墨水，可以将其旋涂在 n 型硅晶片上以形成高质量的钝化接触方案。
“低界面复合由 Nafion 和 GO 选择载流子提供，”该团队解释说，并指出钝化方案还包括一个电子选择性钝化接触，该接触包括 n 掺杂氢化非晶硅和氧化铟锡 (ITO) 覆盖层旨在改善光捕获和减少表面复合。
10.SETO资助开发在制造过程中检测钙钛矿缺陷的方法（2022.07.28）
美国能源部太阳能技术办公室 (SETO) 选择了亚利桑那大学化学与环境工程副教授 Erin Ratcliff 获得 300,000 美元的赠款，以推进钙钛矿的近期可扩展性。
“钙钛矿是性能最高的可印刷太阳能电池技术，” Ratcliff说，“但该领域的操作假设是缺陷导致不稳定”。借助 SETO 的资助，Ratcliff和她的团队将开发一种在制造过程中检测这些缺陷的方法。这种低成本、可扩展的方法将帮助科学家了解制造过程中不同部件和材料可能导致缺陷和不稳定性的方式，以及如何减轻这些影响。
SETO的赠款是SETO 2022年太阳能小型创新项目资助计划的一部分，该计划资助有针对性的早期太阳能研究想法，这些想法可以在第一年的业绩中产生重大成果，共19 个项目获得500万美元的资助。
原创No.2532;转载需联系授权
基于《全球光伏》对全球钙钛矿光伏研究的长期跟踪与关注，将定期更新钙钛矿领域的最新进展，以供行业参考，欢迎关注。
1.新型PSC中使用具有有效载流子动力学的钙钛矿超晶格（2022.08.14）
加州大学圣地亚哥分校、劳伦斯伯克利国家实验室、斯坦福大学、洛斯阿拉莫斯国家实验室、韩国延世大学和大邱庆北科学技术研究所的科学家们开发了一种新型钙钛矿太阳能电池，由无铅低维材料制成。具有超晶格晶体结构的钙钛矿材料。
该材料在三个维度上表现出有效的载流子动力学，其器件方向可以垂直于电极。迄今为止，这类特殊钙钛矿中的材料仅在二维中表现出这种动态 - 从未报道过垂直取向的太阳能电池。
该团队报告称，由于其特殊的结构，这种新型超晶格太阳能电池的效率达到了 12.36%，这是无铅低维钙钛矿太阳能电池报道的最高效率（之前的记录保持者的效率为 8.82%）。新型太阳能电池还具有 0.967 V 的异常开路电压，高于 0.802 V 的理论极限。这两项结果均已获得独立认证。
2.研究人员成功解决钙钛矿 LED 的稳定性问题（2022.08.10）
钙钛矿 LED 可以很容易地以低成本生产。与OLED相比，它们重量轻且具有灵活性，其色纯度和可调性类似于基于 III-V 半导体的 LED，因此具有很大的前景。然而，在商业应用出现之前，必须克服钙钛矿 LED 较差的器件稳定性。
钙钛矿 LED 的典型寿命约为 10 到 100 小时。相比之下，OLED 显示器所需的最短寿命为 10,000 小时。目前很难达到这个阈值，因为卤化物钙钛矿半导体由于其晶体结构的离子性质而本质上是不稳定的 - 当向 LED 施加电压时，离子会四处移动，从而导致材料降解。
浙江大学光学科学与工程学院狄大伟教授和赵宝丹教授领导的研究小组在最近的工作中发现，通过使用偶极分子稳定剂，可以制造出高效稳定的钙钛矿LED超长寿命，满足商业应用需求。该研究是与厦门大学李成教授、浙江大学洪子健教授、南航及剑桥大学李伟伟教授等课题组合作完成的。
3.新项目将利用量子计算推进钙钛矿光伏材料（2022.08.06）
一家名为 Phasecraft 的英国量子软件公司将领导一个项目，该项目为太阳能光伏发电的新型钙钛矿硅材料建模。根据最近的一份声明，该项目与牛津光伏和伦敦大学学院 (UCL) 的科学家合作，旨在支持量子计算的发展，以模拟光伏材料建模中“当前棘手的问题”。
关于这个新项目没有提供太多细节，该项目获得了英国研究与创新公司的商业化量子技术挑战奖。然而，据说它将着手开发一种针对光伏行业的实际需求量身定制的建模能力。
4.新设计在几秒钟内为可穿戴设备充电（2022.08.04）
来自Surrey大学先进技术研究所 (ATI)、塞浦路斯大学 KIOS 卓越研究与创新中心、中国郑州大学和英国国家物理实验室 (NPL) 的研究人员展示了一种新的光充电系统，该系统融合了带有钙钛矿太阳能电池的锌离子电池。
(a) 设备配置和 (b) 集成柔性光充电系统的工作原理。
新系统可以让可穿戴设备在无需插入电源的情况下充电。事实上，只需30秒的阳光就可以将未来智能手表和其他可穿戴设备的电池寿命延长数十分钟。新的环保、可光充电系统的独特之处在于其在集成电池和太阳能电池之间的优雅设计，使其能够展示出可与最先进的微型电池和超级电容器相媲美的高能量和体积密度。
5.使用聚苯胺改进钙钛矿太阳能电池（2022.08.02）
雪城大学（Syracuse Uni.）、南达科他（South Dakota）州立大学和湖州大学的科学家们研究了聚苯胺作为改进钙钛矿太阳能电池材料的用途。该团队展示了一种简便、低成本的聚苯胺空穴传输机制制造路线，与钙钛矿中的传统 PEDOT：PSS 空穴传输层相比，该方法显示出更高的功率转换效率。这可以为低成本、高效率的钙钛矿太阳能电池提供一条途径。
PEDOT：PSS是钙钛矿中常用的材料，用作光敏钙钛矿层和氧化铟锡层之间的空穴传输层。使用 PEDOT：PSS 可提高钙钛矿太阳能电池的功率转换效率。但是，已经观察到 PEDOT：PSS 存在几个问题。基本问题之一是与这种材料的大粒径相关的活性层退化和缺陷形成。此外，这种材料作为空穴传输层的使用受到低电导率限制和成本问题的阻碍。
6.用于高效稳定钙钛矿太阳能电池的二维钙钛矿钝化层（2022.08.01）
来自蔚山国立科学技术研究院（UNIST）、武汉理工大学和先进能源科学与技术广东省实验室佛山仙湖实验室的研究人员宣布成功通过真空薄膜制造高效、稳定的钙钛矿太阳能电池沉积过程。
真空薄膜沉积是一种已广泛用于制造大型OLED电视的技术，它通过在真空中蒸发原材料并将其薄薄地涂覆在基板上。以这种方式开发的钙钛矿太阳能电池显示出21.4%的光伏-电能转换效率，该团队称这是通过真空薄膜沉积工艺制造的钙钛矿太阳能电池中最高的。
7.UNSW概述了反向偏置对钙钛矿太阳能电池构成的威胁（2022.07.31）
图：应对钙钛矿太阳能电池所面临的温度和反向偏置挑战
尽管过去几年取得了令人瞩目的研究成果，但钙钛矿太阳能电池的稳定性问题仍然存在。迄今为止，大部分专注于提高稳定性的研究都集中在正常工作条件下出现的问题上 - 例如对氧气和湿气的敏感性，这可以通过封装来解决，或者在紫外线下的降解，这可以通过反射涂层来解决。
然而，其他问题可能对开发可以在户外条件下工作数年甚至数十年的钙钛矿设备提出严峻挑战。“......热降解和反向偏置不稳定性是仍然存在的问题，即使对于本质上更稳定的硅电池也构成挑战，这表明可能需要创新方法来令人满意地解决钙钛矿电池的这些问题”，
8.表面氧化还原工程方法可实现高性能大面积钙钛矿子模块（2022.07.29）
由中国科学院大连化学物理研究所 (DICP) 刘胜忠教授领导的研究人员开发了一种简便的表面氧化还原工程 (SRE) 策略，用于真空沉积 NiOx 以匹配槽模涂层钙钛矿，并制造了高性能大面积钙钛矿子模块。
倒置 PSC 可能比其正常对应物更有价值，因为前者具有易于缓解的滞后行为和长期耐用性。NiOx 已被证明是一种用于倒置 PSC 的有前途的空穴传输材料。但对于大多数真空处理的 NiOx 薄膜来说，相对疏水的表面会削弱钙钛矿油墨的附着力，使得沉积大面积钙钛矿薄膜具有挑战性。
9.效率为18.8%的氧化石墨烯/硅异质结太阳能电池（2022.07.28）
来自河北大学、卡尔斯鲁厄理工学院和中国组件制造商英利绿色能源控股有限公司的研究人员报告了一种基于氧化石墨烯 (GO)和硅的大面积 5.5 cm 2异质结太阳能电池。
GO是碳、氧和氢的化合物，通过用氧化剂和酸处理石墨获得。它由单层氧化石墨片组成，通常用于生产石墨烯相关的纳米材料，用于各种应用，包括电子、光学、化学等。科学家们开发了一种由 GO 与 Nafion 混合制成的墨水，可以将其旋涂在 n 型硅晶片上以形成高质量的钝化接触方案。
“低界面复合由 Nafion 和 GO 选择载流子提供，”该团队解释说，并指出钝化方案还包括一个电子选择性钝化接触，该接触包括 n 掺杂氢化非晶硅和氧化铟锡 (ITO) 覆盖层旨在改善光捕获和减少表面复合。
10.SETO资助开发在制造过程中检测钙钛矿缺陷的方法（2022.07.28）
美国能源部太阳能技术办公室 (SETO) 选择了亚利桑那大学化学与环境工程副教授 Erin Ratcliff 获得 300,000 美元的赠款，以推进钙钛矿的近期可扩展性。
“钙钛矿是性能最高的可印刷太阳能电池技术，” Ratcliff说，“但该领域的操作假设是缺陷导致不稳定”。借助 SETO 的资助，Ratcliff和她的团队将开发一种在制造过程中检测这些缺陷的方法。这种低成本、可扩展的方法将帮助科学家了解制造过程中不同部件和材料可能导致缺陷和不稳定性的方式，以及如何减轻这些影响。
SETO的赠款是SETO 2022年太阳能小型创新项目资助计划的一部分，该计划资助有针对性的早期太阳能研究想法，这些想法可以在第一年的业绩中产生重大成果，共19 个项目获得500万美元的资助。
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