当前位置：首页>南京>南京工业大学陈永华 AM:24.10%(12.6 cm2!纳米级胶体工程用于最小化可扩展的钙钛矿电池效率损失!

南京工业大学陈永华 AM:24.10%(12.6 cm2!纳米级胶体工程用于最小化可扩展的钙钛矿电池效率损失!

2026-03-27 07:58:13

文章介绍

高钙钛矿太阳能电池（PSC）实现了显著高的功率转换效率（PCE），性能接近硅基太阳能电池。然而，在保持高效率的同时扩大 PSC 规模仍是一项重大挑战。

基于此，南京工业大学陈永华等人报告了可扩展 PSC 中亚质阴离子稳定胶体效率损失可忽略不计。甲质阴离子增强胶体表面的电荷密度，增强静电排斥力并防止颗粒聚集。这显著降低了胶体尺寸至约 30 纳米，促进均质成核，使得高质量钙钛矿薄膜能够从小面积到微型模块尺寸在环境空气中实现可大规模制造。因此，PSC 的 PCE 分别为 24.30%（1 cm2）和 24.10%（12.6 cm2,5 ×cm mini module），缩放时效率损失可忽略不计。据我们所知，这代表了微型模块中报告的最高效率。最重要的是，封装式迷你模块在最大功率点环境下运行 1000 小时后，仍保持了 95%的初始效率。该论文近期以“Nanoscale Colloids Engineering for Minimizing Efficiency Loss in Scalable Perovskite Solar Cells”为题发表在顶级期刊Advanced Materials上。

图文信息

图1 (a)Fa-，Ac-，P-的化学结构和静电势光谱图像。（B）具有不同离子盐的钙钛矿前体溶液的DLS分析。（c）具有不同离子盐的钙钛矿前体溶液的Zeta电位。（d）对照和FAFa，FAAc，（e）在添加离子盐之前和之后钙钛矿胶体双电层的电荷分布和胶体状态的示意图。

图2 (a)分别添加FAFa、（B）FAAc和（c）FAP的PbI 2/FAI/DMF前体溶液的反射MD模拟快照，其中红色、紫色、黄色、蓝色珠子表示Pb 2+离子、FA+离子、I−离子、DMF溶剂分子，黑色珠子表示添加的Fa−或Ac−或P−离子。（d）离子组分Si（q）的静态结构因子;（e）DMF分子在每个加入的阴离子周围的径向分布函数（Fa−，或Ac−，或P−）或I−阴离子。（f）各组分（D）的扩散系数。（g）I−离子的径向分布函数和（h）每个Pb 2+离子周围的DMF分子。添加的阴离子（Fa-、或Ac-、或P-）周围的邻近阳离子（Pb 2+或FA+）的数量。

图3 （a）钙钛矿从湿膜到固体膜的成核和结晶的显微镜图像。（B）对照和FAFa基钙钛矿薄膜的横截面SEM图像。（c）对照和FAFa基钙钛矿薄膜的α相形成过程的原位GIWAXS表征。（e）一维GIWAXS（100）在面内方向上钙钛矿薄膜的μ-GIWAXS扫描。

图4 钙钛矿薄膜的光电性质。（a）对照和FAFa基钙钛矿薄膜的PL和（d）TRPL衰减光谱。（B）对照和（c）FAFa基钙钛矿薄膜的PL映射。（e）对照和（f）FAFa基钙钛矿薄膜的TRPL映射。（PL映射和TRPL映射的钙钛矿薄膜沉积在SnO 2衬底上。（g）使用对照和（h）FAFa装置的CE测量在可变光强度下提取的电荷载流子密度（0.001-1）.（i）完整器件的TPC曲线。

图5 （a）对照和基于FAFa的大尺寸器件（1cm 2）的J-V曲线。（B）对照和基于FAFa的PSM的J-V曲线（5 cm × 5 cm，（c）控制和基于FAFa的微型模块的PCE的统计。（d）最近出版物和我们的工作中从大尺寸器件到模块的效率降低的总结（详细信息见表S4）。（e）对照品的PCE分布和（f）基于FAFa的（基板的尺寸为5 × 5cm 2，PCE测试的有效面积为0.05 cm 2）。（g）用于对照和基于FAFa的装置的未包封PSC在白色LED灯下的操作稳定性（h）用于对照和基于FAFa的装置的封装PSM在环境空气（30 ° C和55%RH）中在白色LED灯（AM 1.5G照明）下的操作稳定性。

文章信息

Z. Li et al, Nanoscale Colloids Engineering for Minimizing Efficiency Loss in Scalable Perovskite Solar Cells, Advanced Materials,

DOI：10.1002/adma.202521181

想了解更多关于钙钛矿太阳能电池的最新研究和应用？关注我们，获取行业动态，共同见证和推动钙钛矿技术的发展！为方便大家进行钙钛矿产学研交流，我们新建了微信探讨群，欢迎大家加入！（+V : PVSK666，麻烦备注来意）