Репортаж от Wedoany，Сетевое издание "Вэйдуван", 19 июля, из Куньминского университета науки и технологии стало известно, что профессор Чэнь Цзянчжао и Юй Юэ из Школы материаловедения и инженерии университета совместно с несколькими вузами и предприятиями добились важного прорыва в области регулирования скрытого интерфейса инвертированных перовскитных солнечных элементов, что было подтверждено в промышленных масштабах. Международный журнал Nature Communications опубликовал соответствующие результаты.
Инвертированные перовскитные солнечные элементы, использующие самособирающийся монослой в качестве дырочного транспортного слоя, обладают преимуществами низкотемпературного изготовления и низкой стоимости, что является приоритетным направлением развития фотоэлектрической промышленности. Однако их масштабное производство ограничено такими проблемами, как склонность самособирающихся молекул к агрегации, неравномерное формирование пленки, множество дефектов на дне перовскитной пленки, слабая адгезия и остаточные напряжения на интерфейсе.
Для решения указанных проблем исследовательская группа предложила стратегию мягкого супрамолекулярного хозяин-гостевого кооперативного регулирования, введя слабые льюисовские основные молекулы для модификации скрытого интерфейса. Благодаря уникальной чашеобразной полой структуре, эти молекулы одновременно выполняют четыре ключевые оптимизации: равномерное распределение самособирающейся пленки для устранения токов утечки; заполнение дефектов интерфейса за счет координации функциональных групп для снижения потерь энергии; гибкий скелет, амортизирующий внутренние напряжения, вызванные тепловым расширением и сжатием; двунаправленные химические связи, соединяющие дырочный транспортный слой с перовскитным светопоглощающим слоем, подавляющие миграцию ионов.
По результатам независимой сертификации третьей стороны, эффективность преобразования энергии малых однозлементных ячеек достигла 27,12%; эффективность преобразования крупных фотоэлектрических модулей площадью 655,2 кв. см стабилизировалась на уровне 22,25%, что значительно сократило разрыв в производительности между лабораторными устройствами и серийными модулями. Данные испытаний на долговечность показывают, что после 2125 часов непрерывного облучения стандартным солнечным светом устройства сохраняют 97,4% начальной эффективности; после 2000 часов старения в жестких условиях высокой влажности (85°C, 85% относительной влажности) производительность сохраняется на уровне 90,7% от исходного уровня, что эффективно улучшает стабильность перовскитных элементов.
Данный результат демонстрирует значительные преимущества интеграции науки, образования и промышленности. Исследовательская группа совместно с фотоэлектрическими предприятиями завершила изготовление крупноформатных модулей; весь процесс модификации совместим с существующим оборудованием для нанесения покрытий в промышленных масштабах, не требует значительной модернизации производственных линий, а затраты на внедрение контролируемы. Данная технология может широко применяться в полупрозрачных фасадах для строительной фотоэлектрической интеграции, гибких портативных зарядных устройствах, автомобильных фотоэлектрических панелях для новых энергетических транспортных средств, а также в перовскитных и кремниевых тандемных элементах.
