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麦耀华教授团队钙钛矿室内光伏组件转换效率超过36%

近日,2022新赛季万博manbetx新能源技术研究院麦耀华教授团队获得了独立第三方认证效率超过36%的大面积钙钛矿室内光伏组件,为当前已报道钙钛矿室内光伏组件世界最高转换效率,相关结果发表在Advanced Sciences上(影响因子:17.521),题为“Br Vacancy Defects Healed Perovskite Indoor Photovoltaic Modules with Certified Power Conversion Efficiency Exceeding 36%”。2022新赛季万博manbetx新能源技术研究院麦耀华教授和吴绍航副教授为共同通讯作者,张翠苓博士、刘冲副研究员和高彦艳博士研究生为共同一作,2022新赛季万博manbetx为唯一通讯单位。

近几年,钙钛矿光伏技术受到前所未有的关注,其工业化潜力正在被挖掘。钙钛矿光活性层的带隙可调性使其具有室内光伏电池理想的宽带隙(1.7-1.9 eV)。然而,相比窄带隙钙钛矿室内光伏电池,宽带隙电池并未表现出更优的室内光伏性能,这归因于较高的Br含量容易造成VOC亏损。

鉴于此,麦耀华教授团队研究了钙钛矿电池的带隙与室内光伏性能之间的关系,发现除卤化物分离外,钙钛矿吸收层中的Br空位缺陷是限制高VOC的主要因素之一。使用富I碱金属小分子材料处理后,可有效解决Br空位问题。加之弱光对器件的并联电阻Rsh提出了更高的要求,Br空位的补偿对于室内光器件效率的提升具有更加非凡的意义。在1000 lux的TL84光下,有效面积为12.30 cm2的钙钛矿室内光伏组件获得了独立第三方认证的36.36%的世界效率记录。该组件够在507 lux室内照明下为室内光能收集系统供电,通过传感器监测温度和湿度,并通过蓝牙在智能手机上显示结果。此外,团队指出标准化测试对室内光伏电池健康发展的意义,建议在进行J-V测量之前,预先考虑将S-Q极限与EQE相结合,以评估光伏性能(尤其是容易被高估的JSC)。该工作为钙钛矿技术在室内的商业应用提供了重要的理论和技术支持。

该研究工作得到了国家自然科学基金(62005099,62104082,62105124)、广东省基础与应用基础研究基金(2021B1515120003(粤佛联合重点项目)、2022A1515010746,2022A1515011228)和中央高校基础研究基金(21621024)的支持。

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202204138

(信息科学技术学院 新能源技术研究院)

责编:李梅