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大面积钙钛矿太阳能电池薄膜制备工艺进展综述
1
作者
许振桐
林杰
+1 位作者
HUANG Jingsong
江诚鸣
《发光学报》
北大核心
2025年第1期98-109,共12页
钙钛矿太阳能电池由于其低成本、高性能和灵活性而吸引了越来越多的研究和工业关注。在实验室规模的钙钛矿太阳能电池(PSCs)快速发展之后,短短十多年内,光电转化率已经从最初的3.8%提升至26.7%,这一显著提升标志着钙钛矿太阳能电池技术...
钙钛矿太阳能电池由于其低成本、高性能和灵活性而吸引了越来越多的研究和工业关注。在实验室规模的钙钛矿太阳能电池(PSCs)快速发展之后,短短十多年内,光电转化率已经从最初的3.8%提升至26.7%,这一显著提升标志着钙钛矿太阳能电池技术的快速进步。其优异的光电性能得益于钙钛矿材料具有光吸收范围广、温度系数好、带隙可调、载流子迁移率高以及缺陷容忍度强等物理性质。钙钛矿光伏的商业化取决于能否从实验室规模的钙钛矿太阳能电池成功过渡到大规模的钙钛矿太阳能模组(PSMs)。然而,随着器件面积的增加,模组的效率显著降低,限制了其商业化进程,其中主要的问题在于如何制备出高质量且均匀的大面积钙钛矿薄膜。小面积器件的钙钛矿薄膜一般通过旋涂法制备,但是旋涂法对于大面积钙钛矿薄膜的制备存在薄膜质量不均匀、原料严重浪费的缺点,因此不适合大面积器件的制备。研究者们对此开发了多种制备工艺,其中包括刮刀涂布法、狭缝涂布法、喷墨打印法、真空蒸镀法等技术。本文主要介绍了大面积钙钛矿薄膜的制备工艺以及当前国内外的研究进展,并对各类添加剂和溶剂对器件效率的优化进行了讨论,以期大面积钙钛矿光伏尽快实现产业化。
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关键词
钙钛矿
大面积模组
太阳能电池
制备工艺
光伏
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职称材料
基于挥发性溶剂制备MAPbI_(3)钙钛矿太阳能电池/模组
2
作者
周泽铸
梁子辉
+1 位作者
李静
吴聪聪
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期1197-1204,I0001,I0002,共10页
制备大面积、高效率的钙钛矿太阳能电池模组(PSM)是钙钛矿太阳能电池(PSCs)产业化的关键步骤。使用挥发性溶剂的钙钛矿前驱体溶液在形成液膜后,溶剂可以迅速自行蒸发,无需添加反溶剂、退火等后处理过程,极大简化了工艺流程,更加适合工...
制备大面积、高效率的钙钛矿太阳能电池模组(PSM)是钙钛矿太阳能电池(PSCs)产业化的关键步骤。使用挥发性溶剂的钙钛矿前驱体溶液在形成液膜后,溶剂可以迅速自行蒸发,无需添加反溶剂、退火等后处理过程,极大简化了工艺流程,更加适合工业化生产。然而,挥发性溶剂体系制备的钙钛矿薄膜结晶速率过快,生成的钙钛矿晶粒尺寸偏小,且薄膜的缺陷态密度较高,这造成制备的器件效率和稳定性较差。本研究设计了一种由甲胺/乙腈(MA/ACN)组成的挥发性溶剂体系,制备了MAPbI_(3)钙钛矿太阳能电池/模组,并在钙钛矿前驱体溶液中添加了适量的PbCl_(2),用于延缓结晶并钝化晶界缺陷。使用这种方法制备的0.06 cm^(2)小面积器件的光电转换效率(PCE)最高达到21.21%,并且稳定性较好,基于此工艺制备的钙钛矿太阳能电池模组的PCE达到18.89%。本研究为钙钛矿太阳能电池的大规模工业化生产提供了一种新的思路。
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关键词
钙钛矿太阳能电池
MAPbI_(3)
挥发性溶剂
大面积
钙钛矿太阳能电池
模
组
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职称材料
题名
大面积钙钛矿太阳能电池薄膜制备工艺进展综述
1
作者
许振桐
林杰
HUANG Jingsong
江诚鸣
机构
大连理工大学机械工程学院
牛津大学高等研究院(苏州)
出处
《发光学报》
北大核心
2025年第1期98-109,共12页
基金
钙钛矿技术创新中心优质创新平台项目(YZCXPT2022104)。
文摘
钙钛矿太阳能电池由于其低成本、高性能和灵活性而吸引了越来越多的研究和工业关注。在实验室规模的钙钛矿太阳能电池(PSCs)快速发展之后,短短十多年内,光电转化率已经从最初的3.8%提升至26.7%,这一显著提升标志着钙钛矿太阳能电池技术的快速进步。其优异的光电性能得益于钙钛矿材料具有光吸收范围广、温度系数好、带隙可调、载流子迁移率高以及缺陷容忍度强等物理性质。钙钛矿光伏的商业化取决于能否从实验室规模的钙钛矿太阳能电池成功过渡到大规模的钙钛矿太阳能模组(PSMs)。然而,随着器件面积的增加,模组的效率显著降低,限制了其商业化进程,其中主要的问题在于如何制备出高质量且均匀的大面积钙钛矿薄膜。小面积器件的钙钛矿薄膜一般通过旋涂法制备,但是旋涂法对于大面积钙钛矿薄膜的制备存在薄膜质量不均匀、原料严重浪费的缺点,因此不适合大面积器件的制备。研究者们对此开发了多种制备工艺,其中包括刮刀涂布法、狭缝涂布法、喷墨打印法、真空蒸镀法等技术。本文主要介绍了大面积钙钛矿薄膜的制备工艺以及当前国内外的研究进展,并对各类添加剂和溶剂对器件效率的优化进行了讨论,以期大面积钙钛矿光伏尽快实现产业化。
关键词
钙钛矿
大面积模组
太阳能电池
制备工艺
光伏
Keywords
perovskite
large area module
solar cells
preparation process
solar power
分类号
TM914.4 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
基于挥发性溶剂制备MAPbI_(3)钙钛矿太阳能电池/模组
2
作者
周泽铸
梁子辉
李静
吴聪聪
机构
湖北大学材料科学与工程学院
武汉纺织大学先进纺纱织造及清洁生产国家地方联合工程实验室
出处
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期1197-1204,I0001,I0002,共10页
基金
湖北省重点研发计划(2022BAA096)
湖北省科技创新人才计划(2023DJC081)。
文摘
制备大面积、高效率的钙钛矿太阳能电池模组(PSM)是钙钛矿太阳能电池(PSCs)产业化的关键步骤。使用挥发性溶剂的钙钛矿前驱体溶液在形成液膜后,溶剂可以迅速自行蒸发,无需添加反溶剂、退火等后处理过程,极大简化了工艺流程,更加适合工业化生产。然而,挥发性溶剂体系制备的钙钛矿薄膜结晶速率过快,生成的钙钛矿晶粒尺寸偏小,且薄膜的缺陷态密度较高,这造成制备的器件效率和稳定性较差。本研究设计了一种由甲胺/乙腈(MA/ACN)组成的挥发性溶剂体系,制备了MAPbI_(3)钙钛矿太阳能电池/模组,并在钙钛矿前驱体溶液中添加了适量的PbCl_(2),用于延缓结晶并钝化晶界缺陷。使用这种方法制备的0.06 cm^(2)小面积器件的光电转换效率(PCE)最高达到21.21%,并且稳定性较好,基于此工艺制备的钙钛矿太阳能电池模组的PCE达到18.89%。本研究为钙钛矿太阳能电池的大规模工业化生产提供了一种新的思路。
关键词
钙钛矿太阳能电池
MAPbI_(3)
挥发性溶剂
大面积
钙钛矿太阳能电池
模
组
Keywords
perovskite solar cell
MAPbI3
volatile solvent
large-scale perovskite solar cell module
分类号
O649 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大面积钙钛矿太阳能电池薄膜制备工艺进展综述
许振桐
林杰
HUANG Jingsong
江诚鸣
《发光学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
基于挥发性溶剂制备MAPbI_(3)钙钛矿太阳能电池/模组
周泽铸
梁子辉
李静
吴聪聪
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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