钙钛矿光伏技术

在21世纪，随着气候变化问题的日益严峻，全球范围内对可持续能源的需求日益增长。科学家们不断寻求更高效、更经济的方法来利用太阳能，以减少对化石燃料的依赖，并减少温室气体排放。在这样的背景下，科学家们引领着一场革命性的研究，旨在开发出更高效的太阳能电池技术。他们的目标是创造一种能够更有效地转换阳光为电能的新型电池，这对全球的可再生能源领域具有重要意义。

近日，上海交通大学环境科学与工程学院赵一新教授团队在Nature Sustainability发表了题为“Green solvent enabled scalable processing of perovskite solar cells with high efficiency”的研究论文。在该工作中，通过开发新型绿色溶剂，解决了钙钛矿墨水存储稳定性难题，并实现了高性能大面积钙钛矿光伏组件的绿色环保制备。上海交通大学环境科学与工程学院助理研究员缪炎峰和博士生任孟为该研究工作的共同第一作者，赵一新教授与王天富长聘副教授为共同通讯作者。

钙钛矿太阳能电池（PSCs）因廉价的材料成本、易于制备大面积器件以及较高的光电转换效率等优点而备受关注。SnO2具有高透过率、高电子迁移率、适宜的能级、良好的紫外辐照稳定性和易于低温加工等特点，是目前n-i-p型PSCs电池常用的电子传输材料。

近日，南方科技大学教授何祝兵团队在反式钙钛矿光伏电池领域实现重要突破。研究成果发表于《自然》。

随着光伏技术的快速发展，具有高效率和低成本特性的钙钛矿太阳能电池（PSCs）备受关注，具有替代传统晶硅电池的潜力。尤其是柔性钙钛矿太阳能电池（f-PSCs）在光伏建筑（BIPV）、分布式发电、便携式设备充电等领域具有广阔的应用前景，成为当前光伏领域的研究热点。然而，目前柔性钙钛矿太阳能电池所取得的光电转换效率（PCE）落后于基于导电玻璃的刚性器件，这主要是由于在柔性衬底上沉积均匀和高质量的钙钛矿薄膜颇具挑战性。

近日，德国亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心、中国科学院上海高等研究院上海光源科学中心衍射线站、河南大学材料学院合作，发表了钙钛矿光伏领域取得的最新进展。

南京工业大学团队联合西北工业大学团队通过离子液体醋酸甲胺（MAAc）创造性制备出长期稳定的钙钛矿印刷油墨，解决了钙钛矿器件放大化面临的科学与技术难题，将应用于制备图案化的丝网印刷钙钛矿薄膜和全丝网印刷钙钛矿光伏器件，加速钙钛矿光伏产业化进程。相关论文11月10日在线发表于《自然》。

日前，中国科学技术大学徐集贤教授团队与武晓君教授团队、中科院苏州纳米所陈琪研究员、蔺洪振研究员团队合作，通过实验测试和理论计算的相互映证，揭示钙钛矿/高分子界面多种模式的相互作用，以及这些作用与深能级缺陷钝化的对应关系，为大幅提高器件效率以及进一步开发广谱类钝化策略提供重要参考。

近日，暨南大学新能源技术研究院教授麦耀华团队采用低成本纳秒激光器，实现效率超过21%的大面积钙钛矿光伏组件的制备。相关研究发表于《先进能源材料》。

有机无机杂化钙钛矿材料具有可调的光学带隙、高光吸收系数、低激子解离能等优异的光电特性，近年来在光伏领域得到广泛的应用研究，然而对于钙钛矿太阳能电池将来走向应用还有一定的距离，需要更高的光电转换效率和更好的工作稳定性。大量研究表明，为获得更高的光电转换效率，需要降低钙钛矿薄膜的内部缺陷，如I空位，Pb不饱和配位等。这些缺陷往往在钙钛矿薄膜的溶液制备和热退火过程中产生，主要集中在钙钛矿薄膜的晶界及表面。

近期，由北京大学物理学院“极端光学创新研究团队”朱瑞研究员、龚旗煌院士与西北工业大学涂用广副教授、黄维院士，中国科学院空天信息创新研究院徐国宁研究员组成的三校（院）联合研究团队，系统总结了钙钛矿光伏电池在空间环境多种极端因素（包括电子辐射、质子辐射、紫外线辐照、伽玛射线辐射、高真空光照、高低温循环等）下的稳定性情况以及空间飞行试验任务，并讨论了钙钛矿光伏电池面向空间应用的挑战及展望。