光焱科技客戶一期四篇Nature
中國(guó)四位學(xué)者——蘇州大學(xué)李耀文教授、中國(guó)科學(xué)院孟磊教授與李永舫院士、北京大學(xué)朱瑞、龔旗煌、南京工業(yè)大學(xué)王建浦教授和南京大學(xué)譚海仁教授——于同一期在《Nature》上發(fā)表了連續(xù)各自的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研究論文共計(jì)四篇，均為光焱科技長(zhǎng)期合作客戶并均在各篇文獻(xiàn)載明采用光焱科技檢測(cè)設(shè)備。

研究重點(diǎn)與突破
本研究集中探討鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（Perovskite Solar Cells, pero-SCs）在實(shí)際操作條件下的降解機(jī)制，尤其是應(yīng)變調(diào)節(jié)對(duì)其穩(wěn)定性和壽命的影響。結(jié)果顯示，pero-SCs在自然日夜循環(huán)模式下的降解速度顯著高于連續(xù)照明模式，主要是由于熱膨脹和收縮引發(fā)的周期性晶格應(yīng)變，導(dǎo)致深陷阱積累，加速器件降解。為解決此問題，研究團(tuán)隊(duì)引入苯基硒化物（Ph-Se-Cl）作為應(yīng)變調(diào)節(jié)添加劑，改進(jìn)后的pero-SCs實(shí)現(xiàn)了26.3%的認(rèn)證功率轉(zhuǎn)換效率（PCE），并在循環(huán)模式下的T80壽命延長(zhǎng)了十倍，展現(xiàn)出顯著的潛力。研究由蘇州大學(xué)李耀文&張曉宏&林雪平大學(xué)高峰等人共同參與。

電氣測(cè)量采用Keithley 2450源在標(biāo)準(zhǔn)AM1.5G太陽(yáng)光模擬器下進(jìn)行，光強(qiáng)度通過Enlitech校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)硅太陽(yáng)能電池（型號(hào)SRC-00178）標(biāo)定。光譜響應(yīng)測(cè)量使用QE-R3011系統(tǒng)，確保光電轉(zhuǎn)換效率（EQE）數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。研究強(qiáng)調(diào)，傳統(tǒng)硅太陽(yáng)能電池的測(cè)試方法可能無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估pero-SCs的操作壽命，建議開發(fā)更符合實(shí)際條件的老化測(cè)試協(xié)議，為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的商業(yè)化應(yīng)用提供重要支持。

光譜響應(yīng)測(cè)量的部分，實(shí)驗(yàn)使用了QE-R3011太陽(yáng)能電池光譜響應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)。每個(gè)波長(zhǎng)的光強(qiáng)度通過另一標(biāo)準(zhǔn)硅太陽(yáng)能電池進(jìn)行精確校準(zhǔn)，以確保光電轉(zhuǎn)換效率（EQE）數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

光焱科技的QE-R光伏/太陽(yáng)能電池量子效率測(cè)量解決方案是您值得信賴的QE/ IPCE系統(tǒng)。

研究重點(diǎn)

本論文探討了異構(gòu)二銨鹽在鈣鈦礦-有機(jī)串聯(lián)太陽(yáng)能電池中的鈍化效果。cis-CyDAI?對(duì)碘空位（V?）等缺陷展現(xiàn)出的鈍化能力，處理后的鈣鈦礦薄膜幾乎沒有相分離，表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性和均勻性。

研究中，使用cis-CyDAI?處理的寬帶隙鈣鈦礦前電池與有機(jī)后電池結(jié)合，構(gòu)建的鈣鈦礦/有機(jī)串聯(lián)太陽(yáng)能電池（TSC）達(dá)到了26.4%的高光電轉(zhuǎn)換效率（PCE），并在700小時(shí)的連續(xù)照射下保持了93%以上的初始效率。這一結(jié)果表明，異構(gòu)二銨鹽的鈍化處理顯著提升了電池的性能和穩(wěn)定性。中科院化學(xué)所李永舫&孟磊&波茨坦大學(xué)Felix Lang等人共同研究。

在測(cè)量過程中，使用了Enli-tech的太陽(yáng)能仿真器（型號(hào)SS-X180R-3A）作為光源，并使用SRC-2020參考電池進(jìn)行光強(qiáng)度的校準(zhǔn)。

穩(wěn)定性測(cè)試是使用商業(yè)測(cè)試系統(tǒng)（PAS-GV）進(jìn)行的，并使用白色LED光源來(lái)測(cè)試鈣鈦礦/有機(jī)TSC的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

EQE響應(yīng)的測(cè)量是使用Solar Cell Spectral Response Measurement System QE-R3-011進(jìn)行的，并且每個(gè)波長(zhǎng)的光強(qiáng)度是使用標(biāo)準(zhǔn)單晶硅光伏電池進(jìn)行校準(zhǔn)的。

光焱科技的SS-X太陽(yáng)光模擬器采用氙氣短弧燈作為寬帶光源。

本論文聚焦于開發(fā)一種有效方法來(lái)生產(chǎn)高質(zhì)量的微米厚甲胺基鈣鈦礦薄膜，重點(diǎn)在于形成相干晶界。在該研究中，高米勒指數(shù)取向的晶粒在低米勒指數(shù)取向的晶粒上生長(zhǎng)，并在穩(wěn)定的氣氛中處理，結(jié)果顯示，這種微米厚鈣鈦礦薄膜展現(xiàn)出增強(qiáng)的晶界與晶粒，具備光電性能和穩(wěn)定性。

研究結(jié)果令人矚目，小面積太陽(yáng)能電池的效率達(dá)到了26.1%，而1平方厘米設(shè)備和5 cm x 5 cm迷你模塊的效率分別達(dá)到了24.3%和21.4%。此外，經(jīng)過穩(wěn)定氣氛處理的設(shè)備在四個(gè)季節(jié)中展現(xiàn)了高度重復(fù)性，封裝設(shè)備在光和熱應(yīng)力下展現(xiàn)出長(zhǎng)期穩(wěn)定性。這些成果表明，通過相干生長(zhǎng)的高米勒指數(shù)晶粒，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能得到了顯著提升，為高效且穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池開發(fā)提供了新思路。

南京工業(yè)大學(xué)先進(jìn)材料研究院王建浦教授作為共同研究者，參與了這一具有突破性的研究。論文最后指出，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在清潔能源收集方面展現(xiàn)出巨大潛力，特別是在與單體串聯(lián)電池集成時(shí)，具備低成本、易制造等顯著優(yōu)勢(shì)。

光伏性能表征
外部量子效率（EQE）光譜的測(cè)量，這是通過QE-R3011測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行的。這種技術(shù)能夠評(píng)估光伏設(shè)備在不同波長(zhǎng)下的光電轉(zhuǎn)換效率，從而提供有關(guān)材料性能的重要信息。

研究重點(diǎn)與突破

這篇論文的核心研究在于開發(fā)一種使用定制二維鈣鈦礦材料的全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池，特別聚焦于解決大規(guī)模器件中存在的接觸不均勻性問題。研究表明，盡管小面積（約0.1 cm2）的全鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率較高，但在大面積（1 cm2）設(shè)備中，寬帶隙鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率受到底部界面和材料內(nèi)部缺陷的影響，導(dǎo)致性能下降。

論文的一大突破是發(fā)現(xiàn)，在電子傳輸層（ETL，C60）沉積過程中，頂部界面的不均勻性同樣是導(dǎo)致效率降低的關(guān)鍵原因。為了解決這一問題，研究團(tuán)隊(duì)引入了定制的二維鈣鈦礦材料，顯著改善了界面質(zhì)量，提升了設(shè)備的整體性能。

文獻(xiàn)參考自Nature_DOI:

10.1038/s41586-024-08161-x

10.1038/s41586-024-08160-y

10.1038/s41586-024-08159-5

10.1038/s41586-024-08158-6

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