近日,光伏科学与技术全国重点实验室主任高纪凡带领的科研团队与南京大学谭海仁教授团队组成的课题组,在国际顶尖学术期刊《自然通讯》(Nature Communications)(《自然》(Nature)子刊)上发表研究论文,首次提出了一种在空气中可规模化制备钙钛矿/晶体硅叠层太阳电池的溶剂工程方法。
研究揭示了在钙钛矿太阳电池制备工艺中湿气干扰的程度受到溶剂特性显著影响,证明了具有低极性和中等挥发速率的正丁醇(nBA)能在规模化制造过程中缓解空气中湿气的有害影响,同时提高钙钛矿薄膜的均匀性。
这一方法使得钝面纹理钙钛矿/晶体硅叠层太阳电池实现了29.4%的光电转换效率,并且经过德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer-ISE)第三方认证效率为28.7%。其中大尺寸金字塔结构(2–3 μm)和在16cm²光孔面积上的光电转换效率达到26.3%,进一步证明了商用钙钛矿/晶体硅叠层太阳电池的可行性。
总体而言,nBA薄膜表现出较少的非辐射复合和优越的均匀性,适合钙钛矿薄膜的规模化制备,nBA在制造过程中对空气暴露的抗性,使得实现高效的钙钛矿/晶体硅叠层电池产业化迈出了关键的一步。此外,用nBA替换异丙醇(IPA)可以促进碘化铅(PbI2)的转化,从而协同减轻在体内和在正电荷(空穴)传输层(HTL)与钙钛矿之间的界面处的非辐射复合损失。
坚定科技报国,用太阳能造福全人类始终是高纪凡的理想信念。高纪凡本科就读于南京大学,研究生就读于吉林大学,师从我国著名化学家唐敖庆院士,毕业时,他毅然放弃了出国攻读博士的机会,走上科技创业之路,以科技创新推动产业创新。他认为,创新是发展新质生产力的关键,是光伏产业发展的根本动力。天合光能始终以创新作为第一发展战略和核心驱动力,共建光伏科学与技术全国重点实验室和制造业创新中心,重视产学研相结合,积极与高校科研团队紧密合作共同科技攻关,推动自主创新与协同创新相互促进,倡导全球光伏产业之间的协同创新和协同合作,实现“新质”与“高质”双向赋能。
截至目前,天合光能在光伏电池转换效率和组件输出功率方面已先后26次创造和刷新世界纪录,专利申请量超过4000件,拥有量超过2000件,并首提IEC国际标准,主导参与行业标准220项,并积极构建研发、产能、服务、经营管理、风险管控体系全球化3.0时代。
《自然通讯》(Nature Communications)发表高纪凡研发团队最新成果