钙钛矿最新进展第五期（20221217）

2023-01-31 09:29

《全球光伏》致力于钙钛矿太阳能产业化的推动，定期更新全球钙钛矿太阳能电池技术和产业化的最新成就。

1. 钕离子可以保护钙钛矿太阳能电池免于退化

由加州大学洛杉矶分校领导的一项国际研究合作，包括来自土耳其马尔马拉大学、韩国成均馆大学、大连理工大学和中国西湖大学、华盛顿州立大学、加州大学尔湾分校和圣路易斯华盛顿大学的团队，已经开发出一种在太阳能电池中使用钙钛矿同时保护其免受导致其劣化的条件的方法。

科学家们将少量的钕离子直接添加到钙钛矿中。他们发现，钕离子大小恰到好处，可以嵌入立方钙钛矿晶体中，并且它们带有三个正电荷，科学家们假设这有助于将带负电荷的离子固定在适当的位置。增强的钙钛矿不仅在暴露于光和热时更耐用，而且还能更有效地将光转化为电能。

研究人员为每 10,000 个钙钛矿分子添加了大约 8 个钕离子，然后测试了该材料在太阳能电池中的性能。在最大功率下工作并暴露在连续光照下超过 1000 小时，使用增强钙钛矿的太阳能电池将光转化为电能的效率保持在 93% 左右。相比之下，使用标准钙钛矿的太阳能电池在相同条件下 300 小时后会损失一半的功率转换效率。

该团队还在没有任何设备消耗电力的情况下连续照射太阳能电池，这加速了钙钛矿的降解。使用含钕钙钛矿的设备在 2000 多个小时后仍保持其 84% 的功率转换效率，而使用标准钙钛矿的设备在这段时间后没有保持任何效率。

为了测试这种材料承受高温的能力，研究人员将使用这两种材料的太阳能电池加热到大约 180华氏度。在 2000 多个小时后，具有增强钙钛矿的太阳能电池保持了约 86% 的效率，而标准钙钛矿设备在此期间完全失去了将光转换为电能的能力。

在之前的许多旨在使钙钛矿更耐用的研究中，研究人员已经尝试在材料中添加保护层，但基本上都失败了。增加材料本身的想法来自加州大学洛杉矶分校杨阳钙钛矿课题组，灵感来自硅半导体生产中常用的一种技术- 添加少量其他化合物来改变材料的特性。

根据 ☞☞ 第四届全球钙钛矿与叠层电池（苏州）产业化论坛（1月8-10日）的消息，加州大学钙钛矿研究全球顶级专家杨阳教授，将出席本次论坛致辞并做 ☞☞ Long-lived Perovskite Solar Cells: Fixing the Problems From Bulk, to Grain Boundary, to Interface 专题报告。

2. 协鑫光电完成5亿元B+轮融资

协鑫光电材料宣布完成5亿元人民币（约合7200万美元）B+轮融资，由淡马锡、红杉中国、IDG资本联合领投，龙水投资等机构跟投。

据悉，本轮融资将用于协鑫光电100MW钙钛矿组件生产线的工艺及设备开发完善。协鑫光电于2021年9月建成中国首条百兆瓦钙钛矿组件量产线，宣称“钙钛矿大面积制备转化效率遥遥领先，在大面积组件效率和中试线阶段积累了丰富的产业化经验，成品组件效率和稳定性两大关键指标领先。

3. NREL与上海交通大学合作提高基于钙钛矿太阳能电池性能

美国能源部 (DOE) 国家可再生能源实验室 (NREL) 的科学家与上海交通大学 (SJTU) 的研究人员合作，设计了一种改进基于钙钛矿的太阳能电池的方法，使其更加高效和可靠具有更高的重现性。

该研究由美国能源部的 SunShot Initiative 资助，涉及混合卤化物钙钛矿太阳能电池，并表明用甲基溴化铵 (MABr) 的特定溶液处理它们可以修复缺陷，提高效率。科学家们将带有针孔和小晶粒的低质量钙钛矿薄膜转化为无针孔和大晶粒的高质量薄膜，报道称，这显然提高了转化效率。

钙钛矿薄膜通常使用形成晶体的前体化学品溶液生长，然后将其暴露于去除前体溶剂的第二种反溶剂中。快速结晶过程具有挑战性，NREL 研究人员发现，由于适当添加反溶剂的时间窗口很窄，很容易错过该窗口，并且可能形成有缺陷的钙钛矿晶体。缺陷，例如具有相对较小微晶尺寸和针孔的不连续晶体和不均匀晶体，会显着降低钙钛矿电池的有效性。

因此上海交通大学和NREL的科学家们使用所谓的Ostwald成熟过程寻找更好的方法。该过程涉及小晶体溶解，然后重新沉积到较大晶体上。研究人员能够通过用 MABr 溶液处理钙钛矿来诱导奥斯特瓦尔德熟化过程。溶液的用量被证明是关键，因为事实证明，理想的溶液用量约为每毫升 2 毫克。

研究人员表示，使用这一过程，形成具有不同薄膜质量的不同尺寸的纳米晶体可以生长成具有类似大晶体尺寸的无针孔钙钛矿薄膜。因此，这种新的化学方法提高了对初始钙钛矿薄膜质量的加工耐受性，并提高了器件制造的可重复性。

据报道，改进的薄膜质量使电池更加稳定。用MABr处理的钙钛矿电池（超过19%）比没有处理的钙钛矿电池（14%至17%）更有效。

4. ☞☞ 第四届全球钙钛矿与叠层电池（苏州）产业化论坛最新进展

即将于1月8-10日在常熟举办的第四届全球钙钛矿与叠层电池（苏州）产业化论坛+产业+资本融合创新年会，目前准备工作如火如荼，进展顺利。院士出席，大牛云集，仁烁、协鑫、德沪、捷佳伟创、弗斯迈、SMIT、方昇、脉络、光晶、亥博等150多家企业齐聚钙钛矿盛会。

目前报名工作已进入尾声阶段，优惠冲刺仍在继续，12月20日将又是一轮优惠期的结束。

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