纳米晶体调控,提升全钙钛矿叠层太阳能组件发电效率

作者: aeks | 发布时间: 2026-06-16 06:02 | 更新时间: 2026-06-16 06:02

学科分类: 光学工程 化学工程与技术 材料科学与工程 电子科学与技术

纳米晶体调控,提升全钙钛矿叠层太阳能组件发电效率
纳米晶体调控,提升全钙钛矿叠层太阳能组件发电效率

目前,全钙钛矿叠层太阳能电池模块的商业化面临关键瓶颈:其核心部件——传统金基隧穿复合结(TRJ)存在两大缺陷:一是强烈吸收近红外光(造成能量损失),二是界面容易退化(影响器件寿命),从而同时限制了光电流输出和长期运行稳定性。针对此问题,研究人员开发了一种新型溶液加工型互连层,采用表面经过工程化修饰的氧化铟(In₂O₃)纳米晶材料。该材料具备高光学透明性;通过精确调控纳米晶形貌与表面配体化学,实现了平滑的界面接触和理想的能级匹配。更重要的是,研究团队在锡铅(Pb–Sn)钙钛矿前驱液中引入了一种磷酰酸添加剂:一方面,它协同改善了钙钛矿与氧化铟复合层之间的电子接触,大幅提升空穴提取效率;另一方面,它还能调控钙钛矿晶体生长过程,有效缓解成膜时产生的残余应力,从而保障大面积薄膜的高质量、高均匀性。这种“界面优化+结晶调控”的协同策略,一举解决了载流子复合效率低、提取不充分及大面积成膜不均三大难题。最终,所制备的65平方厘米全钙钛矿叠层太阳能模块,在日本电气安全环境研究所(JET)认证下,获得26.2%的光电转换效率,开路电压达2.182伏,填充因子77.4%,短路电流密度15.6毫安/平方厘米(按子电池平均性能计算)。这一成果为钙钛矿叠层光伏技术走向规模化应用迈出了重要一步。

DOI: 10.1038/s41586-026-10768-1

标签: 全钙钛矿叠层太阳能电池 大面积薄膜均匀性 氧化铟纳米晶 隧穿复合结