光焱科技REPS新型太阳能电池Voc损耗分析仪

有机太阳能电池（OSCs）的发展已见成效，采用非富勒烯受体（NFAs）的小分子材料，使其能量转换效率（PCE）超过了19%。然而，有机材料在吸收光谱上存在局限，尤其是NIR和NUV区域的吸收不佳。为了提升光吸收能力，研究人员提出了低带隙NFAs和多组分策略，虽然提高了JSC，但在单一结OSCs中无法最小化高能量光子的能量损失。 串联太阳能电池（TSCs）结合了宽带隙（WBG）和低带隙（LBG）半导体，可以扩展吸收光谱，减少能量损失，从而提升光伏性能。研究人员探索了2T和4T两种结构，其中2T架构因其较低的寄生吸收和易于模块整合而受到青睐。然而，高性能WBG有机材料的开发相对落后，而全无机钙钛矿（如CsPbI2Br）因其可调的宽带隙和热稳定性，成为前子电池的理想材料。 南方科技大學 Aung Ko Ko KYAW 團隊於Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.202200445 )中發表，使用CsPbI2Br作为前子电池的吸收层，通过ZnO/SnO2双层电子传输材料提高了电子提取效率和Voc。同时，采用窄带隙PM6体异质结（BHJ）膜作为后电池吸收层，以扩展吸收至900nm以上。透过热退火（TA）-自由制程改善了后子电池的性能，降低了界面电阻，抑制了非辐射复合，从而提高了Voc。最终，单片式2T-TSCs达到了20.6%的PCE和2.116V的Voc，创下了基于钙钛矿/有机吸收层太阳能电池的新纪录，并超越了单一结和叠层有机太阳能电池的最高报告PCE。这表明，结合WBG全无机钙钛矿的叠层策略是有效且创新的，能够充分利用太阳光谱，提升OSCs的效率。

华中科技大学王鸣魁团队于 Advanced Energy Materials 第30期发表了一项创新的方法，通过使用具有推拉电子结构配置的π共轭分子来调节埋藏界面，从而提高三阳离子钙钛矿太阳能电池的开路电压（Voc）。研究人员在钙钛矿太阳能电池中使用了氧化锡纳米晶作为电子传输层，并发现新型化学材料能够显著降低界面能障并钝化埋藏界面的缺陷。这种方法将Cs0.05(FA 0.85 MA0.15)0.95Pb(I 0.85 Br 0.15)3（带隙约为1.60 eV）钙钛矿太阳能电池的开路电压提高到1.241 V，并且在标准测试条件下的转换效率达到24.16%。当使用Cs 0.05 MA0.05 FA0.9 PbI 3（带隙约为1.54 eV）钙钛矿太阳能电池时，甚至可以达到更高的效率25.11%。这个开路电压是三阳离子钙钛矿太阳能电池中最高的，达到了肖克利-奎瑟极限的95%。此外，研究人员还制作了能量转换装置，通过将两个钙钛矿微模块串联起来驱动二氧化碳电解槽，实现了11.76%的太阳能到CO的转换效率，这在整合钙钛矿光伏进行太阳能驱动的CO2转换方面树立了一个新的基准。

近年来， 钙钛矿太阳能电池（PSC）因其高效、 低成本、 易制备等特点， 成为下一代光伏技术。 为了推动钙钛矿太阳能电池的进一步发展， 来自中国香港的科研团队持续发力， 在国际顶尖期刊 Joule 上接连发表两篇重要研究成果。 这两篇研究展现了钙钛矿太阳能电池技术的未来潜力， 并为解决目前面临的挑战提供了新的思路。

二元有机太阳能电池 (Binary Organic Solar Cell, BOSC) 是一种利用两种有机材料组成的太阳能电池。这两种材料通常是供体和受体材料，它们共同形成一个异质结构，以提高光电转换效率。 然而，二元有机太阳能电池的发展仍然面临着一些挑战，其中最主要的是非辐射复合损耗问题。非辐射复合是指光生电子和空穴在未参与电荷收集的情况下直接复合，导致能量损失，降低效率。因此，如何降低二元有机太阳能电池中的非辐射复合损耗，是提升其性能的关键。

有机光伏电池（OPVs）以其轻薄、柔性、可印刷等优势，在过去几年中吸引了广泛的关注。然而，OPVs 的效率和稳定性仍然落后于传统硅太阳能电池。提高受体材料的电致发光效率，可以有效降低非辐射能量损失，进一步提升有机光伏电池的性能。 中国科学院化学研究所侯建辉教授团队近期取得重大突破，通过在受体材料中引入吡咯环，成功合成出具有高电致发光性能的两种中等带隙受体材料：FICC-EH 和 FICC-BO。 该研究成果发表在国际顶尖期刊《Advanced Energy Materials》上。