近年来， 钙钛矿太阳能电池（PSC） 因其光电转换效率和低成本， 迅速成为下一代太阳能电池技术的研究热点。 然而， 钙钛矿材料本身存在的界面缺陷、 载流子复合以及环境稳定性等问题， 一直是阻碍钙钛矿太阳能电池走向实用化的主要障碍。为了解决这些问题， 科学家们一直在努力寻找新方法， 其中， 改善器件的界面， 减少非辐射复合损失， 提升电池的稳定性和效率， 成为了一个重要的研究方向。 钙钛矿太阳能电池的结构主要分为两种： 正式结构 (n-i-p 结构) 和反式结构 (p-i-n 结构)， 两种结构在材料组成、 加工工艺、 光电性能、 稳定性和应用场景等方面各有优劣：l  结构2  n-i-p 结构: 这种结构的钙钛矿太阳能电池采用电子传输层 (ETL) 作为底层， 钙钛矿活性层位于中间， 空穴传输层 (HTL) 在顶层。 n-i-p 结构的典型材料组合是 TiO2 作为电子传输层， Spiro-OMeTAD 作为空穴传输层。2  p-i-n 结构: 这种反式结构则是以空穴传输层 (HTL) 作为底层， 钙钛矿活性层在中间， 电子传输层 (ETL) 在顶层。 p-i-n 结构通常采用 PEDOT 作为空穴传输层， PCBM 或 C60 作为电子传输层。l  加工工艺2  n-i-p 结构: 通常需要高温烧结过程， 特别是 TiO2 电子传输层的制备需要高温处理， 这可能限制了其应用范围。2  p-i-n 结构: 通常可以在低温下加工， 适合制备在柔性基底上， 更加适用于大规模生产和应用。l  光电性能2  n-i-p 结构: 由于其电子传输层和空穴传输层材料的选择， 通常具有较高的光电转换效率， 但可能存在较大的迟滞现象。2  p-i-n 结构: 在减少迟滞现象方面表现更好， 且在优化后， 其光电转换效率也可以非常高。l  稳定性2  n-i-p 结构: 可能由于电子传输层材料在高温条件下的稳定性， 长期稳定性相对较好。2  p-i-n 结构: 通过优化材料和界面， 可以实现较好的长期稳定性， 并且在低温制备条件下， 有助于减少材料的降解。l  应用场景2  n-i-p 结构: 由于其需要高温处理， 通常应用于刚性基底和传统光伏领域。2  p-i-n 结构: 适用于柔性电子、 可穿戴设备和建筑一体化等新兴领域。近期， 林雪平大学物理、 化学和生物系高峰教授团队联合华东师范大学保秦烨教授团队以及吉林大学张立军教授团队** 在 Nature Communications 杂志上发表了一篇重要研究成果。 该研究团队通过将 4-甲氧基苯基膦酸 (MPA) 和 2-苯乙基碘化铵 (PEAI) 两种功能性分子结合， 共同作用于钙钛矿材料的界面， 构建了一个 “协同双分子界面" (SBI) 结构， 显著提升了钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。【协同双分子界面 (SBI) 的妙用： 助力钙钛矿太阳能电池效率提升与稳定性增强】l  精准调控： 该研究团队使用了一种全新的协同双分子界面 (SBI) 工程策略， 通过 MPA 和 PEAI 两种分子的协同作用， 来优化钙钛矿太阳能电池的界面特性。l  协同机制:2  MPA 分子 通过与钙钛矿材料表面形成牢固的 P-O-Pb 共价键， 有效减少表面缺陷的密度， 同时将表面费米能级向上移动， 从而抑制了载流子的复合。2  PEAI 分子 在钙钛矿材料表面形成负偶极层， 进一步提高钙钛矿的 n 型特性， 促进电子从界面高效提取。这种协同的表面改性策略不仅通过增强缺陷钝化， 同时也改善了钙钛矿太阳能电池的能量级， 显着降低了界面非辐射复合率。【效率与稳定性显着提升： 未来可期】SBI 结构改性后的反式钙钛矿太阳能电池， 实现了高效率。 在标准测试条件下， 该器件的稳定状态光电转换效率达到了惊人的 25.53%， 并获得了 25.05% 的认证效率。 同时， 该器件展现了优异的稳定性， 未封装的器件在 60% 的相对湿度下， 放置在空气中 1000 小时后， 仍然保持了 91% 的初始效率， 并在 35°C 条件下进行最大功率点跟踪测试（MPP）500 小时后， 效率依然保持 95%。为了更精确地研究钙钛矿材料的光电转换效率， 该团队还使用了光焱科技的 QE-R 光伏 / 太阳能电池量子效率光学仪 和 SS-X 系列 AM1.5G A+ 等级太阳光模拟器， 分别用于测量电池在不同光谱范围内的外量子效率 (EQE) 和模拟真实阳光照射条件。 **开拓新路径， 推动钙钛矿太阳能电池技术进步这项研究成果表明， 协同双分子界面工程能够有效地改善钙钛矿太阳能电池的界面性质， 进而提高电池效率和稳定性。 该研究为高性能、 长寿命钙钛矿太阳能电池的研发指明了新的方向。 它不仅在材料科学领域具有重大意义， 也为钙钛矿太阳能技术的商业化应用带来了更强大的推动力。林雪平大学高峰教授团队利用协同双分子界面工程策略， 显着提升了钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性， 并且成功降低了非辐射复合引起的 Voc 损失， 取得了重大突破。 这一成果将推动钙钛矿太阳能电池技术朝着更高效率、更稳定方向发展， 为未来清洁能源的广泛应用开辟了新的路径。重要技术参数：钙钛矿太阳能电池效率: 25.53%（稳定状态）稳定性: 在空气中 (60% 湿度) 储存 1000 小时后， 保持了 91% 的初始效率； 在 35 °C 条件下进行 MPP 跟踪测试 500 小时后， 效率依然保持 95%关键技术: 协同双分子界面 (SBI)关键设备: 光焱科技的 QE-R 光伏 / 太阳能电池量子效率光学仪 以及 SS-X 系列 AM1.5G A+ 等级太阳光模拟器参考文献Reducing nonradiative recombination for highly efficient inverted perovskite solar cells via a synergistic bimolecular interface_ Nature Communications 5607 (2024) _ DOI: 10.1038/s41467-024-50019-3【本研究参数图】Fig 4. a 控制器件、MPA和SBI基器件的J-V曲线。b EQE光谱和集成电流密度。c SBI基器件在最大功率点（MPP）处的稳定输出功率。d 从控制器件、MPA和SBI基器件获得的Voc和FF统计数据。e 器件在不同电流密度下以发光二极管（LED）模式运行的EQEEL值。f 最近关于p-i-n PSCs的?Voc, nonrad值报告。详细的g 器件Voc损失分析和h FF损失分析。i 在环境空气中以55±5°C老化的未封装控制器件和SBI基器件的稳定性。插图表示连续MPP追踪（在氮气气氛中）。Fig 3. a PL光谱。b 控制和SBI改性钙钛矿薄膜的归一化TRPL寿命和PLQY。c 具有ETL和不具有ETL的控制和SBI改性钙钛矿薄膜的TRPL光谱。比较(d) 控制和(e) SBI改性钙钛矿薄膜在具有ETL情况下的fs-TA 2D伪彩色图。f 具有ETL情况下控制和SBI改性钙钛矿薄膜在770 nm的对应GSB衰减。   推荐设备1.     QE-R_光伏 / 太阳能电池量子效率测量解决方案具有以下特色优势：高精度: QE-R 系统采用高精度光谱仪和校准光源，确保 EQE 测量的准确性和可靠性。宽光谱范围:QE-R 系统的光谱范围覆盖紫外到近红外区域，适用于各种光伏材料和器件的 EQE 测量。快速测量:QE-R 系统具有快速扫描和数据采集功能，能够高效地进行 EQE 光谱测量。易于操作:QE-R 系统软件界面友好，操作简单方便，即使是初学者也能轻松上手。多功能:QE-R 系统不仅可以进行 EQE 测量，还可以进行反射率、透射率等光学特性的测量，具有多功能性。2.     SS-X系列_AM1.5G A+级太阳光仿真器AM1.5G 标准光谱太阳光模拟器A+ 光谱：接近 AM1.5G 标准光谱A+ 辐照度的时间不稳定性SS-IRIS：自主研发技术自动光强操控适合与手套箱集成的输出光束方向IVS-KA6000：IV测量软件 所有 SS-X 系列太阳光模拟器都可以通过 IVS-KA6000 软件进行控制，该软件是 IV 测量软件，可用于准确的 PV 表征。不仅是光闸，输出光辐照度也可以通过 IVS-KA6000 IV 软件进行操控，帮助用户轻松完成不同光强下复杂的 IV 测试或 Sun- Voc测试。来自 IVS-KA6000 的所有 IV 数据都可以通过 IVS-KA-Viewer 读取和分析，这是另一款多功能分析软件。KA-Viewer IV 分析软件 可以大幅缩短用户的数据处理时间，并可加快整体工艺改进研发的时程。文献参考自 Nature Communications 5607 (2024)  _ DOI: 10.1038/s41467-024-50019-3  本文章为Enlitech光焱科技改写 用于科研学术分享 如有任何侵权  请来信告知

钙钛矿太阳能电池（PSC）在近年来展现出惊人的发展势头， 其高效率、低成本和制备工艺简单等优点， 使得它成为下一代太阳能电池的重要候选技术。 然而， 钙钛矿材料本身存在着一些挑战， 例如， 材料的稳定性问题， 以及在器件制备过程中， 不同晶体生长方向的控制问题。钙钛矿薄膜成为未来钙钛矿太阳能电池发展的主要关键，主要原因有：l  高光电转换效率: 钙钛矿材料具有优异的光吸收性能和电子-空穴对的生成能力，能够实现高效的光电转换。目前，钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经超过25%，与传统的硅基太阳能电池相媲美。l  低成本生产: 钙钛矿材料的原料丰富且价格低廉，其制造过程可以采用溶液处理、喷涂、旋涂等低温工艺，显着降低生产成本。相比之下，传统的硅基太阳能电池需要高温、高真空的复杂工艺。l  材料可调性: 通过改变钙钛矿材料的组成和结构， 可以调节其能带结构、光吸收范围和载流子迁移率。这种可调性使得钙钛矿太阳能电池能够适应不同的应用需求，并不断提升其性能。l  柔性和可打印性: 钙钛矿材料可以沉积在柔性基底上， 制造出轻便、 柔软的太阳能电池。此外， 其可打印性使得大面积生产成为可能， 进一步降低了制造成本并拓宽了应用领域， 如便携式电子设备、 建筑一体化光伏等。l  稳定性提升: 尽管早期的钙钛矿太阳能电池存在稳定性问题， 但通过界面工程、 材料改性和封装技术的改进， 钙钛矿薄膜的环境稳定性和使用寿命有了显着提升。 这为其商业化应用铺平了道路。为了解决这些问题， 科研人员一直在不断探索新的制备方法和材料， 希望可以获得更高效、 更稳定的钙钛矿太阳能电池器件。近期， 中国科学院大连化学物理研究所李灿院士带领的研究团队在 Energy & Environmental Science 杂志发表了一项重磅研究成果。 他们的研究揭示了钙钛矿薄膜中 (111) 晶面的优势， 并通过巧妙的添加剂策略， 成功地实现了 (111) 晶面主导的钙钛矿薄膜的制备。 相比传统 (100) 晶面主导的薄膜， 该团队获得的 (111) 晶面薄膜展现出更强的抗潮气性能， 并拥有更好的稳定性和更高的效率！【(111) 晶面主导： 稳定性和效率的双重提升】通常情况下， 钙钛矿薄膜中 (100) 晶面更易于形成。 然而， (111) 晶面展现出了优势， 例如更强的抗潮气性能， 以及更高的光电转化效率。该团队通过将有机铵盐（OAS）添加到 PbI2 前驱体溶液中， 利用两步沉积法成功制备出了 (111) 晶面主导的钙钛矿薄膜。 他们的研究揭示了这种 (111) 晶面的形成机制：OAS 阳离子的作用: OAS 阳离子的尺寸比 FA+ 离子更大， 它们在第一步中会插入 PbI2 层间， 阻碍 FA+ 在第二步中进入 (100) 晶面暴露的晶体， 从而抑制了 (100) 晶面的生长。(111) 晶面的优势: 而 FA+ 离子会位于 (111) 晶面外部， 不会受到 OAS 阳离子的阻碍， 使得 (111) 晶面能够自由生长， 最终获得了 (111) 晶面主导的钙钛矿薄膜。OAS 阴离子的作用: OAS 阴离子会减缓钙钛矿的生长速度， 延长 (100) 晶面生长的抑制时间， 进一步促进 (111) 晶面的形成。最终， 他们制备的 (111) 晶面主导的钙钛矿薄膜展现出更高的稳定性以及更高效的光电转换特性， 在太阳能电池中实现了 25.23% 的光电转化效率， 显着高于那些由混合 (111) 和 (100) 晶面组成的薄膜的效率。【精密的操控: 解开(111) 晶面薄膜制备背后的奥秘】为了对钙钛矿太阳能电池的性能进行精确的测量， 该团队使用了光焱科技的 QE-R 光伏 / 太阳能电池量子效率光学仪 以及 SS 系列 AM1.5G 太阳光仿真器。QE-R 设备能够在不同的波长下测量电池的外量子效率 (EQE)， 精确地分析钙钛矿材料的光电转换特性。SS 系列太阳光仿真器 可以模拟真实太阳光照射条件， 确保对电池性能的准确评估。然而， 钙钛矿太阳能电池在研发过程中仍然面临一些瓶颈问题：l   稳定性问题: 钙钛矿材料对湿气、 氧气和光照敏感， 容易发生降解， 导致器件性能快速下降。 如何提高钙钛矿薄膜的长期稳定性仍是一个重大挑战。l   材料毒性: 钙钛矿材料中常用的铅元素对环境和人类健康可能造成潜在危害。 寻找无铅或低毒性替代材料是当前研究的重点之一。l   制造工艺控制: 钙钛矿薄膜的制备需要高度精确的工艺控制， 以确保薄膜的均匀性和质量一致性。 在大规模生产中， 实现稳定可靠的工艺控制仍需进一步探索和优化。l   界面工程: 钙钛矿太阳能电池的性能受制于各层界面的质量和相互作用。 优化各层界面的接触特性、 降低界面缺陷和提高界面稳定性是提升器件性能的关键。l   电荷传输和收集效率: 尽管钙钛矿材料具有优异的光电特性， 但电荷传输层和收集层的选择和优化仍需深入研究， 以进一步提升器件的整体效率和稳定性。l   规模化生产技术: 如何将实验室中的高效制备方法转化为适合工业化大规模生产的工艺， 需要在设备、 工艺参数和材料选择上进行大量研究和试验。l   封装技术: 有效的封装技术对于保护钙钛矿太阳能电池免受外界环境影响至关重要。 如何实现低成本、 高效率的封装是商业化应用中的一个重要课题。l   标准化和一致性: 不同研究团队之间的实验方法和评价标准可能存在差异， 导致研究结果的可比性和一致性问题。 建立统一的测试和评价标准有助于推动钙钛矿太阳能电池的进一步发展【开拓新的方向: 助力钙钛矿太阳能技术应用】该研究团队通过精确控制有机铵盐的添加量和使用不同的退火条件， 成功地实现了对钙钛矿薄膜 (111) 晶面的定向调控。 他们不仅为提高钙钛矿太阳能电池效率提供了新的解决方案， 同时也为研究者更好地理解钙钛矿薄膜的生长过程提供了重要的研究方向。 他们的研究成果将为钙钛矿太阳能电池的大规模应用做出更大贡献。中国科学院大连化学物理研究所李灿院士团队在钙钛矿太阳能电池研究方面取得了突破性进展。 他们成功地实现了 (111) 晶面主导的钙钛矿薄膜的制备， 显着提升了太阳能电池的效率和稳定性。 这一研究成果为钙钛矿太阳能电池的未来发展提供了重要的指导和参考。重要技术参数：钙钛矿太阳能电池效率: 25.23%关键技术: 添加剂策略控制， 促进 (111) 晶面生长关键设备: 光焱科技的 QE-R 光伏 / 太阳能电池量子效率光学仪 和 SS 系列 AM1.5G 太阳光仿真器参考文献Dominating (111) Facets with ordered stacking in Perovskite Films_ Energy Environ. Sci., 2024_ DOI: 10.1039/D4EE01863J【本研究参数图】Fig. S23 基于不同molar ratios钙钛矿薄膜器件的J–V曲线：(a) BAI与PbI2和(b) BAAc与PbI2Fig. S25 显示了控制组、添加BAI和BAAc后的光电转换效率（EQE）和积分光电流密度（Jsc）Fig. S26 控件、添加BAI和添加BAAc的钙钛矿太阳能电池（PSC）的Voc对光强度依赖曲线推荐设备1.     QE-R_光伏 / 太阳能电池量子效率测量解决方案具有以下特色优势：高精度: QE-R 系统采用高精度光谱仪和校准光源，确保 EQE 测量的准确性和可靠性。宽光谱范围:QE-R 系统的光谱范围覆盖紫外到近红外区域，适用于各种光伏材料和器件的 EQE 测量。快速测量:QE-R 系统具有快速扫描和数据采集功能，能够高效地进行 EQE 光谱测量。易于操作:QE-R 系统软件界面友好，操作简单方便，即使是初学者也能轻松上手。多功能:QE-R 系统不仅可以进行 EQE 测量，还可以进行反射率、透射率等光学特性的测量，具有多功能性。2.     SS-X系列_AM1.5G A+级太阳光仿真器AM1.5G 标准光谱太阳光模拟器A+ 光谱：接近 AM1.5G 标准光谱A+ 辐照度的时间不稳定性SS-IRIS：自主研发技术自动光强操控适合与手套箱集成的输出光束方向IVS-KA6000：IV测量软件 所有 SS-X 系列太阳光模拟器都可以通过 IVS-KA6000 软件进行控制，该软件是 IV 测量软件，可用于准确的 PV 表征。不仅是光闸，输出光辐照度也可以通过 IVS-KA6000 IV 软件进行操控，帮助用户轻松完成不同光强下复杂的 IV 测试或 Sun- Voc测试。来自 IVS-KA6000 的所有 IV 数据都可以通过 IVS-KA-Viewer 读取和分析，这是另一款多功能分析软件。KA-Viewer IV 分析软件 可以大幅缩短用户的数据处理时间，并可加快整体工艺改进研发的时程。文献参考自 Energy Environ. Sci., 2024_ DOI: 10.1039/D4EE01863J本文章为Enlitech光焱科技改写 用于科研学术分享 如有任何侵权  请来信告知

近日，国际顶级学术期刊《Nature》在线发表了一项关于钙钛矿太阳电池的重要研究成果。美国西北大学博士后研究员刘成、杨熠、陈昊、Ioannis Spanopoulos、Abdulaziz S. R. Bati为共同第一作者。美国西北大学郑丁、Tobin J. Marks、Antonio Facchetti、Edward H. Sargent、Mercouri G.Kanatzidis为共同通讯作者等教授领导的研究团队，在提高钙钛矿太阳电池稳定性和效率方面取得了显著进展。该研究题为"Two-dimensional Perovskitoids Enhance Stability in Perovskite Solar Cells"，由博士后研究员刘成、杨熠、陈昊、IoannisSpanopoulos和Abdulaziz S. R. Bati等人共同完成。研究背景近年来，钙钛矿太阳电池因其高效率和低成本的特点，在光伏领域引起了广泛关注。单结小面积（1 cm²）器件的光电转换效率已突破26%，这主要归功于界面钝化技术的改进，特别是使用有机铵盐或二维（2D）钙钛矿作为表面钝化层。然而，这些钝化层中的活性阳离子在热驱动下容易破坏钙钛矿结构中脆弱的角共享八面体连接，并在2D和三维（3D）钙钛矿层之间迁移，严重制约了器件效率和稳定性的进一步提升。 创新方法针对钙钛矿器件中界面离子迁移的问题，研究团队提出了一种创新的解决方案：利用2D"类钙钛矿"进行界面钝化。这种类钙钛矿材料同时具有角、边、面共享的特殊结构，能有效阻止界面离子迁移。研究人员通过合成一系列类钙钛矿材料，并调节它们在钙钛矿薄膜表面的维度和取向，实现了载流子在异质结构内部的高效传输。 主要发现材料设计与合成：研究团队设计并合成了多种类钙钛矿材料，包括： N-氨基己基-邻苯二甲酰亚胺盐酸盐 (A6PI) N-氨基己基-苯[f]-邻苯二甲酰亚胺盐酸盐 (A6BfPI)N-氨基己基-苯[e]-邻苯二甲酰亚胺盐酸盐 (A6BePI)N-氨基己基-萘二甲酰亚胺盐酸盐 (A6NI)这些材料分别形成了(A6P)PbI3、(A6BfP)PbI3、(A6BeP)PbI3和(A6N)PbI3等结构。特别值得注意的是，(A6BfP)8Sn7I22形成了一种2D结构，具有混合的角、边、面共享连接，这种结构对于提高器件稳定性起到了关键作用。 异质结构构建：通过X射线衍射（XRD）和掠入射广角X射线散射（GIWAXS）等技术，研究人员成功构建并表征了类钙钛矿材料/钙钛矿异质结构。XRD分析显示，2D (A6BfP)8Pb7I22能够在3D钙钛矿表面形成高度取向的薄膜，这对于实现高效的载流子传输至关重要。GIWAXS结果进一步证实了这种取向性，为理解界面结构提供了重要信息。 光电特性：研究发现，2D类钙钛矿/3D钙钛矿异质结表现出优异的光电特性。通过X射线光电子能谱（XPS）分析，发现2D (A6BfP)8Pb7I22能有效钝化3D钙钛矿表面的缺陷，减少了非辐射复合。光致发光（PL）测试进一步证实了这一点，(A6BfP)8Pb7I22钝化的样品显示出更强的PL强度和更长的载流子寿命，这直接反映了界面钝化的有效性。器件性能：基于"类钙钛矿/钙钛矿异质结"的太阳电池（>1 cm²）展现出的性能，实现了24.6%的准稳态光电转换效率。这一成果代表了大面积钙钛矿太阳电池效率的重要进展。具体性能参数如下： 开路电压（Voc）：1.135 V 短路电流密度（Jsc）：26.70 mA/cm² 填充因子（FF）：0.812 这些性能指标显示了该研究团队在提高钙钛矿太阳电池效率方面取得的进展，特别是在大面积器件上实现如此高的效率，对于推动钙钛矿太阳能电池的实际应用具有重要意义。 稳定性：在85℃、空气环境下，该器件展现出长达1250小时的稳定运行能力，这是钙钛矿太阳能电池领域的一个重要进展。研究团队通过时间依赖的XRD和飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）分析，证实了2D (A6BfP)8Pb7I22在高温高湿条件下的优异稳定性，以及其抑制离子迁移的能力。这种长期稳定性的提升对于钙钛矿太阳能电池的潜在商业化应用具有重要意义。 Supplementary Fig. 1 | (A6P)PbI3 single crystal. a. Crystal structure of (A6P)PbI3 with the CCDC number of 2362695. b. Powder XRD of (A6P)PbI3.Supplementary Fig. 8 | The crystal structure of (A6BfP)8Sn7I22 and (A6BfP)8Pb7I22 films. XRD of (A6BfP)8Sn7I22 single crystal and (A6BfP)8Sn7I22 and (A6BfP)8Pb7I22 perovskite films.Supplementary Fig. 10 | Perovskitoid/perovskite heterostructure. Cross-sectional HRTEM, corresponding FFT and filtered HRTEM image of the (A6BfP)8Pb7I22/perovskite film.Supplementary Fig. 12 | Carrier lifetime. TRPL of 3D perovskite films passivated by non-2D ligand o-PDEAI2, 2D (PEA)2PbI4, and 2D (A6BfP)8Pb7I22 perovskite films, the carrier lifetimes are summarized in Supplementary Table 9.研究意义 这项研究不仅在理论上阐明了类钙钛矿材料稳定钙钛矿太阳电池的机理，还在实践中证明了其在提高器件效率和稳定性方面的潜力。特别是，2D (A6BfP)8Pb7I22的结构为设计高效、稳定的钙钛矿太阳电池提供了新的思路。这一成果为钙钛矿光电器件的进一步研究和潜在的大规模应用提供了有价值的参考。  研究团队与设备 值得一提的是，Edward H. Sargent研究团队是信賴光焱科技Enlitech的长期合作客户，並且團隊中採購了光焱科技Enlitech 的QE-R光伏/太阳能电池量子效率测量解决方案和SS-X100 A+级光谱AM1.5G标准光谱太阳光模拟器等专业检测设备。该团队在进行許多高精度测量和測試时，經常采用了這些專業的研究设备为研究结果的精确性和可靠性提供了强有力的支持。这些先进设备的使用，为研究团队获得高质量的实验数据提供了重要保障，从而为研究成果的可靠性奠定了坚实基础。 Supplementary Fig. 14 | Influence of isopropanol on film morphology and device performance. a. SEM images of the 3D perovskite film with and without isopropanol washing with scale bar of 1 μm, and b. their corresponding J-V curves.Supplementary Fig. 18 | Stabilized efficiency. The steady-state output of the best-performance 2D perovskitoid-passivated PSC. The maximum power point of the device was tracked for 300 s under simulated one sun AM 1.5 G irradiation (100 mW cm-2) at room temperature within a nitrogen glovebox.结论 美国西北大学研究团队在钙钛矿太阳电池领域取得了重要进展，特别是在提高大面积器件的效率和稳定性方面。通过开发新型2D类钙钛矿材料(A6BfP)8Pb7I22，研究人员成功地改善了器件的界面特性，有效抑制了离子迁移问题。这项研究的主要贡献包括：在大面积（>1 cm²）钙钛矿太阳电池上实现了24.6%的准稳态光电转换效率，这是该领域的一个重要突破。在85℃、空气环境下，器件展现出1250小时的稳定运行能力，显著提高了钙钛矿太阳电池的耐久性。为解决钙钛矿太阳电池长期存在的稳定性问题提供了新的思路和方法。这些成果为钙钛矿太阳能电池的进一步发展和潜在的商业化应用奠定了基础。然而，要将实验室成果转化为大规模商业应用，仍然需要解决许多挑战，包括进一步提高效率、延长使用寿命、降低生产成本等。 随着这类研究的不断深入，钙钛矿太阳电池技术有望在未来的可再生能源领域发挥更大作用。这项研究为提高钙钛矿太阳能电池的性能提供了新的方向，为推动太阳能技术的进步做出了有意义的贡献。参考文献 Efficient perovskite solar modules with an ultra-long processing window enabled by cooling stabilized intermediate phases _Nature, 2024,_DOI:10.1039/D4EE01147C 解决方案推荐PV/太阳能电池量子效率测量系统_QE-R文献参考自 Nature, 2024,_DOI:10.1039/D4EE01147C本文章为Enlitech光焱科技改写 用于科研学术分享 如有任何侵权  请来信告知

钙钛矿-有机叠层太阳能电池的发展不仅推动了光伏技术的进步， 也为可再生能源的普及和应用带来了新的希望。 未来， 随着技术的进一步突破和商业化进程的加快， 钙钛矿-有机叠层太阳能电池有望在全球能源市场中占据重要地位。近年来， 钙钛矿太阳能电池 (PSC) 因其高效、 低成本和易于制备等优势， 成为最有希望替代传统硅基太阳能电池的下一代光伏技术之一。 其中， 宽带隙钙钛矿 (WBG-PSC) 因其与有机太阳能电池匹配性高， 可以实现叠层结构， 大幅度提升光电转换效率。 然而， WBG-PSC 的稳定性一直是阻碍其发展的重要问题。钙钛矿-有机叠层太阳能电池的发展历程经历了几个关键阶段，以下是其主要的发展历程：初期研究阶段（2009-2013年）:2009年，钙钛矿材料被引入太阳能电池中。这一时期的研究主要集中在探索钙钛矿材料的光电特性以及其在太阳能电池中的应用潜力。2012年，研究人员成功制备了稳定的钙钛矿太阳能电池，效率约为9.7%。效率提升阶段（2014-2016年）:这一时期，钙钛矿太阳能电池的转换效率迅速提升。研究人员通过优化材料合成工艺、改进电池结构设计等方法，使得电池效率突破20%。有机太阳能电池的研究也在同步进行，重点在于提高其稳定性和效率。叠层结构发展阶段（2016-2019年）:钙钛矿-有机叠层太阳能电池开始受到广泛关注。叠层结构的设计旨在结合钙钛矿和有机材料的优势，实现更高的光电转换效率。研究人员通过创新性的电池结构设计和接口工程技术，进一步提升了电池的效率和稳定性。商业化探索阶段（2019年至今）:随着技术的不断成熟，钙钛矿-有机叠层太阳能电池逐渐进入商业化应用探索阶段。研究重点转向大面积电池的制备、生产工艺的优化以及长期稳定性的提升。一些公司和研究机构开始进行试生产和应用测试，以推动这一新型太阳能电池的市场化进程。由于碘离子在光照作用下的耗损， 会导致卤化物相分离， 影响钙钛矿材料的稳定性和电池的效率。 因此， 如何稳定宽带隙钙钛矿， 防止碘离子耗损， 是目前研究的重点之一。近期， 新加坡国立大学侯毅教授和美国华盛顿大学 David S. Ginger 教授的团队在Joule 杂志发表了重要的研究成果。 他们利用一种新型的钝化分子 2-氨基-4,5-咪唑二腈 (AIDCN) ， 成功地抑制了宽带隙钙钛矿中碘离子的耗损， 解决了材料相分离问题， 并提升了器件的稳定性。【提升器件性能:锁住碘离子， 稳定宽带隙钙钛矿】该团队研究发现， 2-氨基-4,5-咪唑二腈 (AIDCN) 拥有高度极化的电荷分布和紧凑的分子构型， 可以与碘离子（I−） 发生相互作用， 从而抑制光照诱导的碘离子耗损和相分离现象。l  防止相分离: 利用高光谱光致发光显微镜分析， 研究人员发现 AIDCN 能有效减缓光照下钙钛矿材料的相分离， 进而提升了钙钛矿材料的光电稳定性。l  抑制碘离子耗损: 原位掠入射广角X射线散射 (GIWAXS) 和 X射线荧光测量结果表明， AIDCN 的引入， 可以显著减缓钙钛矿晶格的收缩， 同时有效维持材料整体的化学组成。 这证实了 AIDCN 的应用有效地抑制了碘离子的耗损。【实现叠层效率新突破： 开创钙钛矿太阳能电池应用的新篇章】应用 AIDCN 的钝化策略， 研究团队成功地制备出 1.86 eV 宽带隙钙钛矿太阳能电池， 并获得了高达 18.52% 的光电转换效率。 更重要的是， 他们将这种高性能的宽带隙钙钛矿子电池与 PM6:BTP-eC9 有机子电池相结合， 构建了高效的钙钛矿-有机叠层太阳能电池， 最终实现了创纪录的 25.13% 的光电转换效率， 经过认证后的稳定效率为 23.40% 。该团队研究成果充分展现了通过分子工程策略， 针对性地解决钙钛矿太阳能电池材料稳定性问题的重要性。 这一研究将有力地推动更高效、 更稳定、 更廉价的钙钛矿-有机迭层太阳能电池技术的应用， 为未来发展更高效的光伏技术奠定了坚实的基础。该研究通过引入 AIDCN 钝化策略， 成功解决了钙钛矿太阳能电池中普遍存在的碘离子耗损和相分离问题， 为构建更高效稳定的钙钛矿太阳能电池提供了有效的解决方案。重要技术参数：钙钛矿-有机叠层太阳能电池效率: 25.13% (认证效率：23.40%)关键技术： AIDCN 钝化策略新加坡国立大学_侯毅教授现任新加坡国立大学化学与生物分子工程系教授和新加坡国立大学太阳能研究机构（SERIS）主任， 是能源材料和太阳能电池的专家。 他在光伏技术和能源材料方面做出了突出贡献， 并在国际顶级期刊发表了200多篇高水平学术论文， 多次获得国家和国际重要奖项和荣誉。 他的研究团队也一直致力于钙钛矿太阳能电池技术的发展。课题组主要研究方向i.      材料创新：·         开发新型宽带隙钙钛矿吸收体、先进界面材料和柔性电极。·         探索自组装单层、二维材料和金属氧化物，提高光电转换效率和器件稳定性。ii.      创新结构和组装技术：·         研究新方法操控、加工和组装材料，揭示新的光学和电学特性。·         建立经济高效、高重复性和快速的加工方法，满足大规模生产需求。iii.      先进的叠层太阳能电池：·         综合研究开发可靠、高效、经济的钙钛矿叠层太阳能电池。·         优化串联结构、复合结、电接触、透明导电氧化物、钝化剂和封装方法，提升太阳能转换效率和稳定性。参考文献Stabilizing efficient wide-bandgap perovskite in perovskite-organic tandem solar cells _ Joule, July 08, 2024 _ DOI:10.1016/j.joule.2024.06.009【本研究参数图】设计的极化结构：左上角展示了一个分子的极化结构图，表明通过设计分子的极化结构来优化材料性能。抑制碘耗损：中间部分展示了两种不同情况下的钙钛矿结构图。左侧是对照组，显示碘（I₂）耗损的情况；右侧是使用AIDCN处理后的结构，显示碘耗损被抑制。高性能的叠层太阳能电池：右上角的图表展示了该研究工作的太阳能电池性能数据，与其他已报导的钙钛矿/有机光伏叠层 太阳能电池的性能进行对比，显示出该研究工作的电池具有更高的效率（25% PCE）。总结：通过设计极化结构和使用AIDCN处理，研究人员成功抑制了碘的逃逸，从而提高了钙钛矿叠层太阳能电池的性能。推荐设备SS-PST100R AM1.5G 可变标准光谱模拟光源高效率新型叠层太阳能电池精准效率测量的伙伴·         采用光焱最新的单氙灯光源光谱控制技术，可在单一氙灯光源下将光谱修饰，达到氙灯加卤灯双光源光谱等级。·         输出光谱由 300-1700nm 均可符合 1.5G 光谱要求其平均光谱失配 ≤ 6% (IEC 60904-9：2020) 。·         仅采用单氙灯，因此无双光源两灯泡寿命不匹配，以及一般卤灯仅 50 小时寿命之问题。·         具有A++光谱等级，其氙灯寿命可超过1,000小时，克服了双光源卤素灯灯泡寿命不到50小时之缺点。·         大幅缩减光源调校时间，并增加系统测试结果的数据重现性。·         单灯源的设计，相较多灯珠 LED 型的模拟器有更好的 SPC 光谱覆盖率与更低的 SPD 光谱偏差率，可提供更为准确的叠层太阳能电池测试结果。文献参考自 Joule, July 08, 2024 _ DOI:10.1016/j.joule.2024.06.009  本文章为Enlitech光焱科技改写 用于科研学术分享 如有任何侵权  请来信告知

近年来，钙钛矿太阳能电池（PSC）因其优异的光电转换效率和低成本优势， 成为备受关注的下一代光伏技术。 但是， 钙钛矿材料本身存在着一些固有的问题， 例如界面缺陷、 载流子复合以及环境不稳定性等， 这些问题阻碍了钙钛矿太阳能电池走向大规模应用。为了解决这些问题， 科学家们一直在探索新的材料和技术， 其中一项重要的研究方向是通过对器件的界面进行优化， 抑制非辐射复合过程， 提升器件的稳定性和效率。近期， 河南大学李萌教授团队 在 Advanced Materials 期刊上发表了一篇重磅研究成果。 他们通过将多功能偶极分子 tridecafluorohexane-1-sulfonic acid potassium (TFHSP)应用于反式钙钛矿太阳能电池， 有效抑制了钙钛矿/电子传输层 (ETL) 界面的非辐射复合损失， 最终实现了电池效率和稳定性的显着提升。【多功能偶极分子 TFHSP： 巧妙解决界面难题】这项研究中使用的 TFHSP (Trifluoromethylsulfonyl Pyrrole，三氟甲磺基吡咯) 是一种多功能的偶极分子， 在钙钛矿太阳能电池的界面工程中具有重要的影响， 主要体现在以下几个方面：l  界面修饰: TFHSP 分子由于其偶极特性， 可以有效修饰钙钛矿与电极之间的界面， 改善界面的接触性质， 从而减少界面处的缺陷和非辐射复合， 提高载流子的分离和传输效率。l  能级匹配: TFHSP 分子可以调控界面能级， 使钙钛矿层与电极之间形成更好的能级匹配， 降低界面处的能量势垒， 从而有助于电子或空穴的注入或提取， 提升光电转换效率。l  界面钝化: TFHSP 分子具有良好的钝化作用， 可以有效钝化钙钛矿表面的缺陷态， 减少界面复合中心的数量， 降低非辐射复合损失， 提高开路电压和填充因子。l  稳定性增强: 由于 TFHSP 分子的存在， 可以形成更稳定的界面结构， 提高钙钛矿太阳能电池在不同环境条件下的稳定性， 延长器件的使用寿命。其次， TFHSP 在钙钛矿和 ETL 之间形成了一个正极偶极层， 有效地优化了能级排列， 促进界面电荷的提取， 进一步提高了电池效率。最后， TFHSP 和钙钛矿材料之间形成的强相互作用可以稳定钙钛矿材料的表面， 同时， TFHSP 分子中疏水的氟化部分可以防止水和氧气进入钙钛矿层， 增强了器件的环境稳定性。【效率与稳定性显着提升， 推动钙钛矿太阳能电池技术进步】采用 TFHSP 改性后的反式钙钛矿太阳能电池， 其光电转换效率达到了 24.6%。 令人惊喜的是， 该器件展现了稳定性， 未封装的器件在 60% 的相对湿度下， 放置在空气中 1000 小时后， 仍然保持了 91% 的初始效率， 并在 35°C 条件下进行最大功率点跟踪测试（MPP）500 小时后， 效率依然保持 95%。为了更精确地研究钙钛矿材料的光电转换效率， 该团队还使用了光焱科技的 QE-R 光伏 / 太阳能电池量子效率光学仪 和 SS-X 系列 AM1.5G A+ 等级太阳光模拟器， 分别用于测量电池在不同光谱范围内的外量子效率 (EQE) 和模拟真实阳光照射条件。这项研究的成功证明了， 通过采用多功能偶极分子可以有效地改善钙钛矿太阳能电池的界面特性， 进而提高电池效率和稳定性。 该研究成果为高性能、 长寿命钙钛矿太阳能电池的研发指明了新的方向。河南大学李萌教授团队利用多功能偶极分子 TFHSP， 成功地改善了反式钙钛矿太阳能电池的界面性质， 并提高了器件的效率和稳定性。 这项研究充分展现了在钙钛矿太阳能电池界面工程中， 应用多功能分子的潜力和优势。 未来， 通过不断探索新的功能性分子和优化界面工程技术， 钙钛矿太阳能电池将会展现更加优异的性能， 并最终走向更广阔的应用领域， 推动可再生能源技术的发展。重要技术参数：钙钛矿太阳能电池效率: 24.6%稳定性: 在空气中 (60% 湿度) 储存 1000 小时后， 保持了 91% 的初始效率； 在 35 °C 条件下进行 MPP 跟踪测试 500 小时后， 效率依然保持 95%关键技术: TFHSP 多功能偶极分子界面改性关键设备: 光焱科技的 QE-R 光伏 / 太阳能电池量子效率光学仪 以及 SS-X 系列 AM1.5G A+ 等级太阳光模拟器参考文献Inhibiting Interfacial Nonradiative Recombination in Inverted Perovskite Solar Cells with a Multifunctional Molecule_ Adv.Mater, 07 July 2024_ DOI: 10.1002/adma.202407433【本研究参数图】Fig 4. 器件光伏性能。a) 器件结构示意图及TFHSP与钙钛矿的相互作用。b) 对照组和c) TFHSP组的最佳钙钛矿太阳能电池的J–V曲线。d) 对照组和TFHSP组的最佳钙钛矿太阳能电池的EQE光谱和积分JSC。e) 电荷传输和非辐射复合损失对对照组和TFHSP组器件填充因子的影响。Fig 3. 钙钛矿薄膜/器件的光电特性。a) 处理前后器件的陷阱态密度(tDOS)光谱。b) 处理前后器件的瞬态光电压(TPV)，τ1和τ2分别表示对照组和TFHSP处理器件的载流子复合寿命。c) 处理前后单电子器件的陷阱密度，包括欧姆区、陷阱填充极限(TFL)区和Child区。d) 处理前后器件的光强依赖性开路电压(VOC)。e) 处理前后钙钛矿太阳能电池的暗态J–V曲线。f) 处理前后器件的电化学阻抗谱(EIS)特性。推荐设备1.     QE-R_光伏 / 太阳能电池量子效率测量解决方案具有以下特色优势：高精度: QE-R 系统采用高精度光谱仪和校准光源，确保 EQE 测量的准确性和可靠性。宽光谱范围:QE-R 系统的光谱范围覆盖紫外到近红外区域，适用于各种光伏材料和器件的 EQE 测量。快速测量:QE-R 系统具有快速扫描和数据采集功能，能够高效地进行 EQE 光谱测量。易于操作:QE-R 系统软件界面友好，操作简单方便，即使是初学者也能轻松上手。多功能:QE-R 系统不仅可以进行 EQE 测量，还可以进行反射率、透射率等光学特性的测量，具有多功能性。2.     SS-X系列_AM1.5G A+级太阳光仿真器AM1.5G 标准光谱太阳光模拟器A+ 光谱：接近 AM1.5G 标准光谱A+ 辐照度的时间不稳定性SS-IRIS：自主研发技术自动光强操控适合与手套箱集成的输出光束方向IVS-KA6000：IV测量软件 所有 SS-X 系列太阳光模拟器都可以通过 IVS-KA6000 软件进行控制，该软件是 IV 测量软件，可用于准确的 PV 表征。不仅是光闸，输出光辐照度也可以通过 IVS-KA6000 IV 软件进行操控，帮助用户轻松完成不同光强下复杂的 IV 测试或 Sun- Voc测试。来自 IVS-KA6000 的所有 IV 数据都可以通过 IVS-KA-Viewer 读取和分析，这是另一款多功能分析软件。KA-Viewer IV 分析软件 可以大幅缩短用户的数据处理时间，并可加快整体工艺改进研发的时程。文献参考自 Adv.Mater, 07 July 2024_ DOI: 10.1002/adma.202407433  本文章为Enlitech光焱科技改写 用于科研学术分享 如有任何侵权  请来信告知

太阳光谱的原理太阳光谱是指太阳辐射的能量分布，它是由太阳核心核融合反应产生的高温等离子体所发出的电磁辐射。太阳光谱主要包括以下几个特征：模拟紫外线（UV）领域： 波长短，能量高，对生物和材料具有一定的损伤性，但也是一些化学反应的重要驱动力。可见光领域： 波长范围在400到700纳米之间，包括七色光，是人类肉眼可见的部分，也是植物光合作用的主要光谱区域。红外线（IR）领域： 波长较长，能量较低，具有温暖物体和环境的作用，也是太阳能热能利用的重要部分。太阳光谱的广泛覆盖范围和特定波长的能量分布对于太阳能技术的研究和开发至关重要，因此模拟这种光谱的能力尤其重要。 氙灯的工作原理氙灯，特别是短弧氙灯，被设计来发射一个广泛的光谱，极其接近太阳的光谱。以下是它们工作原理的简要说明：气体放电： 在氙灯内部，电流通过电离的氙气，使其发出光线。光谱匹配： 发出的光线涵盖了从紫外线（UV）到红外线（IR）的广泛波长，类似于自然阳光的光谱。强度控制： 太阳光模拟器通过调节氙灯发出的光强度，可以精确地模拟不同的太阳辐射条件。 短弧氙灯的优势在太阳光模拟器中使用短弧氙灯具有以下几个显著优势：准确模拟： 它们能够高度准确地模拟太阳辐射，对于评估太阳能电池在真实条件下的性能至关重要。稳定性与一致性： 氙灯在长时间内表现稳定，确保测试结果的一致性。广泛光谱： 氙灯的广泛光谱能够全面测试太阳辐射的各个波长，包括UV、可见光和红外线。长寿命： 在正确维护下，氙灯具有长期的使用寿命，是太阳能研究和开发的可靠投资。 氙灯作为太阳光模拟器的灯源优势短弧氙灯作为太阳光模拟器的灯源具有以下显著优势：广泛的光谱覆盖： 氙灯能够发射从UV到IR的广泛光谱，能够准确模拟太阳辐射的各个波长范围。光谱匹配度高： 氙灯的光谱非常接近自然太阳光谱，能够提供真实且可靠的测试环境。稳定性与长寿命： 氙灯在短弧放电状态下能够长时间稳定工作，并且具有较长的使用寿命，这使其成为长期进行太阳能性能测试的理想选择。精确的光强度控制： 太阳能模拟器可以通过调节氙灯的电流来精确控制模拟的光强度，以满足不同的研究和开发需求。光伏检测请搜寻光焱科技

AM0代表Air Mass Zero，指的是太阳光直接垂直射到地球大气层外表面时的光谱。这种情况通常发生在地球上的空间环境或者说是在大气层外。在这个情况下，太阳光的路径经过的大气质量（Air Mass）为零，因此称为AM0。AM0标准光谱的波长范围通常从280纳米到4000纳米，覆盖了紫外线、可见光和近红外光。这个波长范围对于大部分光伏器件来说是重要的，因为它涵盖了光伏材料吸收太阳能光子的能力范围。AM0标准光谱的能量分布是一个连续的谱线，其强度随波长变化而变化。在可见光区域，能量的分布相对均匀，随着波长的增加，在紫外线和近红外线区域能量较低。AM0标准光谱是太阳能光伏器件性能评估的标准基础之一。光伏器件的转换效率通常是在模拟AM0光谱下进行测试和报告的，因为这可以模拟接近太阳在空间中的真实光谱条件。AM0与AM1.5光谱的区别AM1.5光谱：在地面上，太阳光穿过大气层时会发生散射和吸收，导致光的强度和波长分布有所变化。AM1.5光谱考虑了光在通过大气层时的这些影响，是地面上太阳能电池性能测试的标准。相比之下，AM0光谱不考虑大气层的影响，因此其光谱强度和分布略有不同。使用情况：AM0光谱主要用于空间应用和在大气层外的研究，例如卫星上的太阳能电池。而AM1.5光谱则更适用于地面上太阳能电池的性能评估和认证。AM0标准光谱太阳模拟器的工作原理基于以下几点：光源选择：通常采用氙灯或钨灯作为光源，这些灯能够发射连续的光谱，涵盖太阳光谱范围内的可见光和近红外光。光谱调节：通过光学滤波器和反射镜等光学组件，调节和过滤灯光的光谱，使其接近AM0标准光谱。AM0光谱代表在地球上的大气层外的太阳光谱，主要集中在波长从280到4000纳米的范围内。模拟大气条件：模拟器通常还包括一个气室或大气模拟器，以模拟太阳光通过大气层后的光谱分布。Enlitech采用氙短弧灯作为宽带光源。氙灯具有6000K的色温，与自然阳光（5500K）非常接近。SS-ZXR太阳模拟器利用光学仿真软件来模仿光机系统设计，并运用傅立叶光学技术产生空间上均匀的辐照度。Enlitech研发的AM0标准光谱太阳模拟器有效解决您的痛点。SS-ZXR太阳模拟器中的AM0滤光片采用先进的电浆沉积技术，确保高光谱准确性和长寿命。由于光谱评级，SS-ZXR比其他模拟器更适合于特性化太空太阳能电池。光伏检测请搜寻光焱科技

直接带隙和间接带隙是固体材料中两种不同类型的能带结构，它们在电子的能级分布和电子激发行为上有显着差异，影响着器件的效率、响应速度和应用场景。工作原理直接带隙光电二极管直接带隙指的是材料的价带（valence band）和导带（conduction band）的能级在动量空间中的最小距离发生在相同的动量值（通常是在动量为零处）。换句话说，电子在从价带跃迁到导带时，其动量不会发生显着变化，这种跃迁过程不需要额外的动量（或波矢）。因此，直接带隙材料通常在吸收或发射光子时具有高效率，能量损失较小。例如，常见的直接带隙材料包括氮化镓（GaN）和砷化镓（GaAs）。直接带隙材料的光电二极管利用其电子从价带到导带的直接跃迁特性。当光子（光量子）击中材料并激发电子从价带跃迁到导带时，电子和空穴对会迅速分离并在电场作用下产生电流。这种跃迁过程不需要额外的动量，因此直接带隙材料在光电二极管中表现出高效的光电转换效率和快速的响应速度。例如，氮化镓（GaN）和砷化镓（GaAs）等直接带隙材料被广泛用于高速光通信、激光雷达和高频光电探测器等应用中。 间接带隙光电二极管间接带隙则是指材料的价带和导带的能级在动量空间中的最小距离发生在不同的动量值上。在这种情况下，电子在从价带跃迁到导带时，除了能量外还必须具备额外的动量（波矢）以保持能量守恒。这使得在光子吸收或发射时，电子可能会通过与晶格振动（声子）相互作用来释放或吸收额外的动量。因此，间接带隙材料通常在吸收或发射光子时会有较大的能量损失。典型的间接带隙材料包括硅（Si）和锗（Ge）。 间接带隙材料的光电二极管则需要额外的动量来实现电子的跃迁。这种额外的动量通常是通过与晶格振动（声子）相互作用来获得，因此在光电转换过程中会引入更大的能量损失。典型的间接带隙材料如硅（Si）和锗（Ge），虽然其光电转换效率较低，但由于在集成电路、传感器和太阳能电池等应用中具有成熟的制造技术和低成本的优势，仍然被广泛使用。研究方向直接带隙材料的研究方向包括：提高效率和响应速度： 进一步优化直接带隙材料的电子结构和晶体质量，以提高光电转换效率和响应速度。新型器件架构： 探索新型光电二极管的结构设计，如量子阱结构和纳米结构，以改善光电性能。应用拓展： 将直接带隙材料应用于更广泛的光电子器件中，如高功率激光二极管和光伏电池。间接带隙材料的研究方向包括：提高光电转换效率： 探索通过材料工程和表面修饰等方法提高间接带隙材料的光电转换效率。减小能量损失： 研究如何减少光子吸收到电子-空穴对生成之间的能量损失，以提高器件性能。集成电路应用： 开发新型间接带隙材料的光电子集成电路应用，包括在传感器和数据通信中的应用。直接带隙和间接带隙在光电二极管中的不同应用和研究方向反映了它们在材料科学和光电子技术中的重要性和多样性。随着技术的发展和对能源效率的不断追求，研究人员和工程师在不同的材料选择和器件设计中持续探索和优化，以满足不同应用场景下的需求和挑战。光伏检测请搜寻光焱科技

推薦產品:SS-X系列 AM1.5G 标准光谱太阳光模拟器QE-R. 光伏 / 太阳能电池量子效率测量解决方案日本佳能公司近日宣布开发出一种新型材料，可将薄型可弯曲钙钛矿光伏电池的耐用年限提升至两倍（20~30年）。该材料可有效保护钙钛矿电池的核心发电组件——钙钛矿层，使其不易老化，从而降低维护成本，促进该技术的普及。佳能计划于 2025 年开始量产该材料，并争取在 2030 年前后的销售额达到数十亿日元。日本企业在钙钛矿光伏电池领域奋起直追钙钛矿光伏电池因其轻薄、可弯曲的特点而备受关注，也被称为“柔性光伏电池"。近年来，中国企业在钙钛矿光伏电池的量产化方面取得了前导地位，并积极申请相关认证。面对来自中国的激烈竞争，日本企业正积极利用自身的研发优势，力图实现该技术的量产化。材料创新助力钙钛矿光伏电池发展佳能此次研发的材料，主要用于保护钙钛矿电池的核心发电组件——钙钛矿层，使其不易老化。目前，钙钛矿光伏电池的耐用年限仅为 10-15 年，约为传统光伏电池的一半。而佳能的新材料有望将钙钛矿光伏电池的耐用年限延长至 20-30 年左右，使其在实际应用中的优势更加突出。日本企业加大投资力度为了加速钙钛矿光伏电池的研发和量产，日本企业正积极加大投资力度。日本ENEOS控股宣布将把旗下企业“JX石油开发"的碘产能提高至两倍，达到 440 吨，以满足未来钙钛矿光伏电池快速发展的需求。除了佳能和ENEOS控股外，日本积水化学工业、东芝、松下控股等企业也积极参与了钙钛矿光伏电池的研发和生产。日本政府大力支持钙钛矿光伏电池产业发展为了实现产业脱碳目标，日本政府也设立了总额超过 2 万亿日元的“绿色创新（GI）基金"，其中约 648 亿日元将用于支持钙钛矿光伏电池的实用化。日本政府计划在 2030 年前实现钙钛矿光伏电池的社会实际安装利用。在钙钛矿光伏电池领域，日本企业正在积极利用自身技术优势，努力在量产化方面追赶中国企业。随着技术和政策的支持，钙钛矿光伏电池有望成为未来能源的重要组成部分。参考文献: Solvent engineering for scalable fabrication of perovskite/silicon tandem solar cells in air. nature communications推薦設備_1.      SS-PST100R AM1.5G 可变标准光谱模拟光源   具有以下特色优势：l采用光焱最新的单氙灯光源光谱控制技术，可在单一氙灯光源下将光谱修饰，达到氙灯加卤灯双光源光谱等级。l输出光谱由 300-1700nm 均可符合 1.5G 光谱要求其平均光谱失配 ≤ 6% (IEC 60904-9：2020) 。l仅采用单氙灯，因此无双光源两灯泡寿命不匹配，以及一般卤灯仅 50 小时寿命之问题。l具有A++光谱等级，其氙灯寿命可超过1,000小时，克服了双光源卤素灯灯泡寿命不到50小时之缺点。l大幅缩减光源调校时间，并增加系统测试结果的数据重现性。l单灯源的设计，相较多灯珠 LED 型的模拟器有更好的 SPC 光谱覆盖率与更低的 SPD 光谱偏差率，可提供更为准确的叠层太阳能电池测试结果。

钙铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池是一种用于将阳光转化为电能的薄膜太阳能电池。它采用铜铟镓硒固溶体薄层沉积在玻璃或塑料基底上，并在前后分别加上电极以收集电流。由于CIGS材料具有高吸收系数，可以使用比其他半导体材料更薄的薄膜。这种技术在大型电站、建筑一体化光伏、屋顶光伏、柔性薄膜太阳能电池等领域受到推广。CIGS 薄膜太阳能电池的特性材料组成：CIGS太阳能电池由钙（Ca）、铟（In）、镓（Ga）和硒（Se）组成。这种材料体系的选择是基于其光电特性优良，能够在薄膜形式下实现高效能太阳能转换。它是铜铟硒（CIS）和铜镓硒的固溶体，化学式为 CuInxGa(1−x)Se2，其中 x 的值可以从 1（纯铜铟硒）变化到 0（纯铜镓硒）。CIGS太阳能电池在实验室和商业化水平上都能达到较高的光电转换效率，目前的实验室记录超过23%。高吸收系数：CIGS 具有较高的吸收系数，强烈吸收太阳光，即使在低光条件下也能工作良好。因此相比其他半导体材料，只需更薄的薄膜即可实现相同的效果。灵活性：CIGS 薄膜足够薄，可以在柔性基底上制备，适合应用于各种曲面和复杂形状的设备中，如玻璃或塑料。CIGS 薄膜太阳能电池的工作原理CIGS太阳能电池利用光子的能量将半导体中的电子从价带激发到导带，形成电子-空穴对。电子和空穴分别在电池内部移动，从而产生电流和电压。这些电子和空穴最终通过电极外部电路返回，完成电能的转换过程。具有吸收光谱拓宽、能量损失降低、分子堆积优化等特性。CIGS电池的生产包括将CIGS薄膜沉积在基板上，并通过掺杂和其他工艺步骤调控材料的电子性质。典型的制造方法包括物理气相沉积（PVD）、化学溶液法和蒸发法等。CIGS 薄膜太阳能电池的应用大规模商业应用：CIGS 薄膜太阳能电池适用于大规模商业应用，如电站和建筑一体化光伏。柔性薄膜太阳能板：CIGS 可以制备在柔性基底上，用于生产柔性薄膜太阳能板。虽然 CIGS 技术仍在不断发展，作为一种先进的太阳能技术，具有高效率、薄膜柔性和适应多样化应用需求等优势，为未来可再生能源领域的发展提供了重要的技术支持和市场前景。光伏检测请搜寻光焱科技

在有机光伏领域中，通过精心置换分子结构的策略，成为提升太阳能电池材料性能和可行性的重要途径。置换的原理是将有机分子中的特定原子或官能团替换为其他结构，以调节其光电特性，进而优化其在光伏应用中的功能。 置换策略的工作原理在有机光伏中，置换策略主要集中在调整给体和受体材料的分子结构，以达成以下几个关键目标：调节能阶： 调整材料的能阶，提高电荷分离效率，减少能量损失途径，从而增加开路电压（Voc）。改善电荷传输： 提高材料内电荷载体（电子和电洞）的移动性，从而增加器件的整体效率。提升稳定性： 引入稳定的基团或原子，抑制材料的降解过程，改善器件的长期性能和耐久性。 理想置换材料的特点在有机光伏中，理想的置换材料应具备以下关键特点，以确保其作为高效太阳能电池的理想选择：光学吸收： 在可见光和近红外光谱范围内高效吸收太阳能。电子结构： 与给体聚合物有适当的能阶对齐，促进高效的电荷转移。加工性： 良好的溶解性和成膜性，便于在器件制造过程中均匀沉积。耐久性： 在实际操作条件下具有良好的稳定性，确保器件长期可靠运行。 现今热门的研究方向和材料目前，几个类别的材料因其置换策略而受到研究人员的广泛关注，这些材料展示出在有机光伏器件中显著的性能提升： 非富勒烯受体： 如ITIC衍生物（例如ITIC-Th、ITIC-2Cl），具有不对称结构和苯基取代烷基侧链，已显示出超过20.2%的高效率。这些材料通过结构修改，优化了其电子特性并改善了与给体聚合物的兼容性。硒置换： 在受体分子中引入硒（Se）已显示出提高介电常数和加速电荷转移过程的效果。最新研究报告了超过17%的高效率，突显了硒置换在提升器件性能方面的有效性。 效率突破与未来展望在有机光伏中，对高效率的追求驱动着置换材料的创新。近年来取得的效率突破，超过20%的高效率，突显了精心设计的分子结构的有效性。未来展望在于进一步优化置换策略，实现更高效率和更稳定性能，同时推动商业化部署的可扩展性和成本效益。置换策略使研究人员能够对材料进行精细调整，以实现优异的性能和持久的稳定性。随着领域的不断进步，对置换策略的持续探索和改进将为高效且可持续的太阳能技术带来新的可能性。光伏检测请搜寻光焱科技

NFAs是近年来在有机太阳能电池领域崭露头角的一个新类别。非富勒烯指的是不属于富勒烯类型的碳材料，富勒烯是一种由碳原子构成的分子结构，具有球形或管状的形态。相比之下，非富勒烯则是指那些不具有这种球形或管状结构的碳材料。非富勒烯有机太阳能电池（NFAs）是指利用非富勒烯类型的有机材料作为电子受体的太阳能电池。传统的有机太阳能电池通常使用富勒烯作为电子受体，但富勒烯材料具有合成难度高、成本昂贵、光吸收范围有限等缺点，限制了太阳能电池的性能和应用。因此，为了克服这些缺点，研究人员开始寻找更具有潜力的替代材料，并发现非富勒烯有机材料具有较好的光电性能和合成可控性。利用这些非富勒烯有机材料作为电子受体，可以扩展太阳能电池的吸收光谱、提高光电转换效率、增强稳定性和降低成本，因此非富勒烯有机太阳能电池成为了一个具有重要应用价值和发展潜力的研究领域。效率提升：NFAs具有更宽的吸收光谱。传统富勒烯材料在红外区域的吸收效率较低，而非富勒烯材料能够扩展到更长的波长范围，因此在光谱上的吸收更为广泛，同时在电荷分离和传输方面具有更好的性能，能够更有效地将光能转化为电能，因此可以实现更高的光电转换效率。NFAs的光电转换效率比基于富勒烯受体的有机太阳能电池高出约2.5%至18%。这使得NFAs成为一个引人注目的研究方向。易于合成：NFAs可以使用简单的合成方法制备，并且可以进行化学调整以调节其形态和电子性质。由于其分子结构的稳定性较高，因此具有更好的耐久性和稳定性，在不利的环境条件下仍能保持良好的性能。然而，NFAs仍然面临着一些挑战和瓶颈。首先，目前非富勒烯材料的合成和纯化成本较高，这限制了其大规模应用和商业化。其次，非富勒烯材料的性能和稳定性仍然有待进一步提升，以满足实际应用的需求。光伏领域中相当受瞩目的材料还有薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池（DSSC）、有机太阳能电池（OSC）、钙钛矿太阳能电池（PSC）；通过不断地进行材料合成、器件结构设计和制程优化等方面的研究工作，相信各种有机太阳能电池将会在未来取得更大的突破和进展，成为太阳能领域的重要技术。光伏检测请搜寻光焱科技

随着能源危机和气候变化议题的严重性，可再生能源技术成为了世界节能减排的关键之一。传统的硅基光伏技术面临着成本高昂、制造过程复杂、面板重量大等问题，迫切需要更具灵活性和效能的替代方案。NIR OLED 是指近红外有机发光二极管，是一种新型的发光材料和技术，具有在近红外波长范围内发光的能力。NIR OLED 技术具有广泛的应用前景，包括生物医学、光学仪器、安防监控、无线通信等领域，其在能源转换和储存、光学影像等方面也具有重要意义。其见的载子传输材料有：Hole-Transporting Materials (HTMs)及lectron-Transporting Materials (ETMs)，然而，OLED的效率仍有改进空间，特别是在高亮度下。目前存在的有机发光材料在长时间高强度使用后容易出现降解现象，导致光效下降、亮度衰减等问题。目前改善的方向包含了，材料设计和合成、添加稳定剂、材料界面工程、加强制程控制及长期稳定性测试。这些研究过程中皆须仰赖精准的量测设备以利观察样品表征。光焱科技LQ-50X-EL 系统采用单光子探测技术，克服了传统分光亮度计在低亮度条件下需要较长时间曝光（1-3 秒）的缺点，从而加快测试速度，确保测试的准确性和效率。该设备还采用了近红外增强的光学设计和组件，可以覆盖 1100 nm 的波长范围，并可扩展至 1700 nm，具深厚实力可搭载SWIR/NIR波段的测量能力。专业紧凑型设计使其可以直接与手套箱整合，同时也适用于各种样品。NIR OLED未来的发展方向之一是不断革新和优化材料，寻找更稳定、更高效的有机发光材料。这可能涉及到从分子结构设计到合成方法的改进，以提高材料的光学性能、稳定性和制程可控性。合作与共享知识不仅是推动技术进步和创新的重要手段，藉由参与国际展会加速创新、解决复杂问题、促进可持续发展并扩大影响力。光焱科技将参加6/25-6/27 荷兰阿姆斯特丹tandem PV国际研讨会，我们不断探索新的技术和应用可能性，以满足不断变化的市场需求和社会发展的要求，光焱助您一臂之力，寻找NIR OLED更多的应用可能性！光伏检测请搜寻光焱科技

太阳能作为一种清洁且可再生的能源，近年来得到了越来越广泛的应用和重视。在光伏领域中，常见的光伏材料包括多晶硅、单晶硅和薄膜太阳能电池等。本文将针对这些不同类型的光伏材料进行探讨。 多晶硅（Polycrystalline Silicon）是目前应用广泛的光伏材料之一。它的制备成本相对较低，生产工艺成熟，适合大规模生产。多晶硅太阳能电池的光电转换效率通常在15％至20％之间。尽管多晶硅的效率不及其他材料，但由于成本低廉，仍然在市场上占有重要地位。特点：由多个晶体小颗粒组成，因此外观呈现颗粒状。制程简单，成本较低。效率通常较单晶硅低。应用：常见于住宅屋顶和商业太阳能系统。适合大面积的光伏板安装。 单晶硅（Monocrystalline Silicon）是另一种常见的光伏材料，其结晶质量比多晶硅更高。单晶硅太阳能电池的光电转换效率通常在20％以上，甚至可达到25％。这种材料的制备过程复杂且成本较高，但在一些对效率要求较高的应用中得到了广泛应用，例如太空航天领域和光伏市场。特点：由单一晶体结构组成，外观均匀。效率较高，因为晶体结构较完整。制程复杂，成本较高。应用：常见于高效率的太阳能电池板。适合有限空间的安装，例如太阳能车载板。 与晶体硅相比，薄膜太阳能电池（Thin-Film Solar Cells）具有较低的制造成本和更轻薄的结构，但光电转换效率通常较低。薄膜太阳能电池包括非晶硅（a-Si）、铟镓硒（CIGS）、铜铟硒（CIS）和氟化锡（SnF）等不同材料。这些材料的光电转换效率通常在10％至20％之间。特点：使用薄膜材料，如非晶硅、铜铟硒等。弯曲性好，适合特殊形状的安装。效率较低，但成本较低。应用：常见于柔性太阳能板、太阳能窗户和可穿戴式电子设备 各种光伏材料在效率、成本和应用方面都有各自的优缺点。多晶硅和单晶硅在效率上具有优势，但成本较高，适用于对效率要求较高的场合；而薄膜太阳能电池虽然效率较低，但成本较低且具有较大的应用灵活性。随着技术的不断进步和创新，太阳能作为清洁能源的地位将会越来越重要，而不同类型的光伏材料也将发挥着各自的作用。光伏检测请搜寻光焱科技

钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其优异的光电转换效率和低成本制备，在过去十年间引发了广泛的研究热潮，并被认为是最有潜力替代传统硅太阳能电池的下一代光伏技术之一。 近年来，PSCs 的效率不断提升，并在 NREL 的效率认证数据中屡创新高。加拿大多伦多大学 Edward H. Sargent 教授团队一直在该领域，他们在 2023 年底再次取得重大突破，其研发的倒置钙钛矿太阳能电池，能量转换效率达到惊人的 26.15%，并获得 NREL 认证的稳态效率，再次刷新了 NREL 的世界纪录，为该领域的發展注入了新的活力。正置（n-i-p）结构与倒置（p-i-n）结构的差异钙钛矿太阳能电池主要分为正置结构和倒置结构两种，它们在电极结构、制备温度、稳定性和光电转换效率等方面存在显著差异。正置结构 (n-i-p): 电极结构为透明导电氧化物 (TCO) / 电子传输层 (ETL) / 钙钛矿层 / 空穴传输层 (HTL) / 金属电极。倒置结构 (p-i-n): 电极结构为透明导电氧化物 (TCO) / 空穴传输层 (HTL) / 钙钛矿层 / 电子传输层 (ETL) / 金属电极。两者的优缺点对比：结构                  优点                                                                                                 缺点正置结构           成本较低，制备工艺相对简单。                                                      环境稳定性较差，容易受潮气影响。倒置结构           环境稳定性更好，可避免水分和氧气的直接接触钙钛矿层。           制备工艺相对复杂，成本较高。近年来，倒置结构钙钛矿太阳能电池在稳定性方面表现出优势，并逐渐成为该领域的研究热点。本研究使用设备QE-R 光伏 / 太阳能电池量子效率测量解决方案Sargent 教授团队的突破性研究Sargent 教授团队的研究成果发表在国际顶尖期刊《Science》上。这项研究的突破在于使用拟卤素 (PH) 阴离子工程来实现钙钛矿材料的表面钝化，并利用双分子钝化策略，有效地解决了倒置钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性问题。传统的表面钝化方法，通常采用有机分子或无机材料，这些材料只能钝化一种缺陷类型，例如，钝化供体缺陷或受体缺陷。而 Sargent 教授团队则利用机器学习算法，从超过 106 个拟卤素阴离子中筛选出 15 种具有双功能的拟卤素阴离子，这些阴离子可以同时钝化供体缺陷和受体缺陷，有效地減少了钙钛矿材料中存在的缺陷，提高了器件的效率和稳定性。双分子钝化策略Sargent 教授团队的研究重点是解決倒置结构钙钛矿太阳能电池中，钙钛矿/C60 界面非辐射重组损失的问题。他们采用了双分子钝化策略，使用两种功能性分子来钝化表面缺陷，并控制电荷载流子的行为。硫改性甲硫基分子： 这些分子通过强配位键和氢键，可以有效地钝化钙钛矿表面的缺陷，抑制非辐射重组。二胺分子： 这些分子通过场效應钝化，可以排斥少数载流子，减少接触引起的界面重组。这种双分子钝化策略，使得器件的载流子寿命延长了五倍，光致发光量子效率损失降低了三分之一。光焱科技产品助攻研究突破Sargent 教授团队在研究中使用了光焱科技 (Enlitech) 的 SS-X100 太阳光模拟器 和 QE-R 量子效率测试仪，这两款设备在钙钛矿太阳能电池的性能测试和评估中发挥了至关重要的作用。SS-X100 太阳光模拟器可以精确模拟太阳光谱，为鈣鈦礦太陽能電池提供真实的测试环境，确保测试结果的准确性和可靠性。该设备模拟光谱的精度和稳定性，對於準確評估钙钛矿太阳能电池的性能至关重要。QE-R 量子效率测试仪则可以测量不同波长光照下器件的外部量子效率 (EQE)，帮助研究人员分析光电转换过程，优化器件结构和材料选择。该设备能够提供关于器件在不同波长下光电转换效率的信息，帮助研究人员深入了解材料的光电特性，並优化器件設計，提高能量轉換效率。高效率、高穩定性的突破性成果突破性的成果Sargent 教授团队的努力最终获得了丰硕的成果，其研发的倒置钙钛矿太阳能电池，在 NREL 认证的稳态测试中，效率达到了 24.04%，並在實驗室測試中取得了 26.15% 的能量轉換效率。 此外，在 65°C 的环境温度下，器件在最大功率点 (MPP) 下运行超过 2000 小时，仍保持 96% 的初始效率。效率纪录最高的单位及主要PI目前，倒置钙钛矿太阳能电池的效率纪录保持者是美国西北大学和多伦多大学的联合团队。主要PI 为 Edward H. Sargent（多伦多大学）和 Bin Chen（西北大学）。未來展望Sargent 教授团队的突破性研究成果，为钙钛矿太阳能电池的实际应用开辟了新的道路。未来，研究人员将继续探索更有效的缺陷管理和離子渗透阻挡策略，并结合先进的表征手段和模拟计算，进一步提高钙鈦礦太陽能電池的效率和稳定性，推动该技术走向商业化应用。本文參數圖:Fig. S19_ 顯示了對照組和添加 4Cl-BZS 的器件的外部量子效率 (EQE) 光譜。重要性：EQE 光譜可以提供器件在不同波長光照下產生電流的效率資訊，顯示了添加劑對器件 EQE 的影響。*本数据採用光焱科技-QE-R PV/太阳能电池量子效率测量系统((记载于SI文件中))*Figure S20. 顯示了添加 4Cl-BZS 的器件的 EQE 光譜的微分圖。重要性：微分圖可以更清楚地顯示 EQE 光譜的變化趨勢，有助於分析器件性能的影響因素。*本数据採用光焱科技-QE-R PV/太阳能电池量子效率测量系统((记载于SI文件中))*   原文出处: ACS Energy Lett. 2024, 9推薦設備_1.      QE-R_流行和值得信赖的 QE / IPCE 系统具有以下特色優勢：l高精度: QE-R 系統采用高精度光谱仪和校准光源，确保 EQE 测量的准确性和可靠性。l宽光谱范围: QE-R 系統的光谱范围覆盖紫外到近红外区域，适用于各種光伏材料和器件的 EQE 测量。l快速测量: QE-R 系統具有快速扫描和数据采集功能，能够高效地进行 EQE 光谱测量。l易于操作: QE-R 系統软件界面友好，操作简单方便，即使是初学者也能轻松上手。l多功能: QE-R 系統不僅可以进行 EQE 测量，还可以进行反射率、透射率等光学特性的测量，具有多功能性。2. LQ-100X-PL 光致发光与发光量子产率测试系统  具有以下特色優勢：l以紧凑的设计，尺寸大小 502.4mm(L) x 322.5mm(W) x 352mm(H)，搭配 4 吋外径 PTFE 材质的积分球，并且整合 NIST 追溯的校准，让手套箱整合 PL 与 PLQY 成为可能。l利用先进的仪表控制程序，可以进行原位时间 PL 光谱解析，并且可产生 2D 与 3D 图表，说明用户可以更快地表征材料在原位时间的变化。系统光学设计可容易的做红外扩展，波长由1000 nm 至 1700 nm。粉末、溶液、薄膜样品都可兼容测试。

硅太阳能电池是目前市场上最常见的太阳能电池，具有成熟的制造工艺和大规模生产能力。硅太阳能电池的效率不如 CdTe（碲化镉），但在实验室规模上已经实现了超过 26% 的功率转换效率（PCE）；且硅太阳能电池需要较厚的材料来实现足够的光吸收，这增加了制造成本。而当谈到 CdTe太阳能电池时，它具有一些明显的优势和一些局限性。让我们来看看这些方面：优势：高光吸收系数：CdTe 的光吸收系数非常高，只需薄薄的 CdTe 薄膜就能吸收大部分可见光，这有助于提高电池效率。理想的带隙匹配：CdTe 的带隙宽度为 1.5 eV，与太阳光谱非常匹配，使其成为理想的光伏材料。低材料成本：CdTe 薄膜相对于硅等材料来说成本较低，因为它只需要很少的材料来构建电池。简单制造工艺：CdTe 太阳能电池的制造过程相对简单，有助于降低生产成本。局限性：晶体学缺陷：CdTe 薄膜是多晶的，相对于单晶材料，它具有更多的晶体学缺陷，这可能影响电池性能。背电极接触问题：CdTe 的高功函数使得与背电极的欧姆接触变得困难。载流子浓度低：CdTe 的载流子浓度较低，这可能限制电池的电流输出。稳定性问题：掺杂元素的扩散和其他因素可能影响 CdTe 太阳能电池的稳定性。尽管 CdTe 太阳能电池已经引起了广泛关注并实现了规模化生产，但其实验室研制的电池和商业化电池模块的转换效率仍然较低。依据印度研究，目前商业化电池模块的转换效率只有 11%。研究人员仍在努力解决其局限性，改进的研究方向涵盖了晶体制备、界面调控、材料工程和功能层设计等多个方面，以进一步提高其性能并推动其在市场上的应用。光伏检测请搜寻光焱科技

钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其优异的光电转换效率和低成本制备，在过去十年间引发了广泛的研究热潮，并被认为是最有潜力替代传统硅太阳能电池的下一代光伏技术之一。然而，钙钛矿太阳能电池的稳定性一直是限制其实际应用的主要障碍。南方科技大学王湘麟教授团队联合阿卜杜拉国王科技大学 (KAUST) Stefaan De Wolf 教授近期取得重大突破，通过缺陷管理和离子渗透阻挡策略，成功研发出高性能、高稳定性的钙钛矿太阳能电池，其能量转换效率达到惊人的 25.1%，这項研究成果发表在美国化学学会期刊《ACS Energy Letters》上。钙钛矿太阳能电池稳定性挑战钙钛矿材料的本质缺陷和外部环境的影响，会导致钙钛矿太阳能电池的性能衰退，主要体现在以下几个方面：l  缺陷： 钙钛矿材料的晶格中存在各种缺陷，例如空位缺陷、间隙缺陷和反位缺陷等。这些缺陷会充当电荷陷阱，导致电荷重组，降低器件的效率和稳定性。l  离子迁移： 钙钛矿材料中的离子，例如碘离子和有机胺离子，在电场作用下会发生迁移，导致器件的电流-电压特性发生变化，并影响器件的稳定性。l  水分和氧气： 钙钛矿材料对水分和氧气敏感，会发生降解，影响器件的性能和寿命。本研究使用设备SS-X系列AM1.5G 标准光谱太阳光模拟器QE-R 光伏 / 太阳能电池量子效率测量解决方案缺陷管理与离子渗透阻挡策略的双重作用王湘麟教授团队针对钙钛矿太阳能电池的稳定性挑战，提出了创新的缺陷管理和离子渗透阻挡策略。缺陷管理： 团队使用苯肼-4-磺酸 (PHPA) 作为添加剂，在钙钛矿薄膜形成过程中调节晶体生长。PHPA 的作用机制主要包括：l抑制碘空位 (VI) 的形成： DFT 計算表明 PHPA 可以与钙钛矿晶格中的 Pb2+ 离子形成配位键，有效抑制碘空位的形成，减少电荷陷阱，提高电荷转移效率。l钝化配位不足的 Pb2+ 離子： PHPA 可以与位于钙钛矿晶格表面的配位不足的 Pb2+ 离子形成配位键，降低缺陷密度，提高材料的稳定性。离子渗透阻擋： 团队使用全氟辛酸 (PFOA) 来钝化位于钙钛矿表面上的悬挂 Pb2+ 缺陷，提高表面疏水性，并抑制 Li+ 离子从空穴传输层 (HTL) 向钙钛矿底部迁移。PFOA 的作用机制主要包括：l钝化表面缺陷： PFOA 可以与位于钙钛矿表面上的悬挂 Pb2+ 离子形成配位键，有效钝化缺陷，降低电荷重组。l提高表面疏水性： PFOA 是疏水性物质，可以有效提高钙钛矿薄膜的表面疏水性，减少水分和氧气的渗透，提高器件的环境稳定性。l抑制 Li+ 离子迁移： PFOA 可以形成疏水性保护层，有效阻挡 Li+ 离子从 HTL 向钙钛矿底部迁移，提高器件的操作稳定性。Enlitech 量测设备助攻研究突破王湘麟教授团队在研究中使用了光焱科技 (Enlitech) 的 SS-X 系列太阳光模拟器和 QE-R 量子效率测试仪，这两款设备在钙钛矿太阳能电池的性能测试和评估中发挥了至关重要的作用。-SS-X AM1.5G 标准光谱太阳光模拟器 可以精确模拟太阳光谱，为钙钛礦太陽能電池提供真实的测试环境，确保测试结果的准确性和可靠性。該設備模拟光谱的精度和稳定性，對於準確評估钙钛矿太阳能电池的性能至关重要。-QE-R 量子效率測試儀 則可以测量不同波长光照下器件的外部量子效率 (EQE)，幫助研究人員分析光电转换过程，优化器件结构和材料选择。该设备能够提供关于器件在不同波长下光电转换效率的信息，帮助研究人员深入了解材料的光电特性，並优化器件设计，提高能量轉換效率。高效率、高穩定性的突破性成果通过缺陷管理和离子渗透阻挡策略的双重作用，以及 Enlitech 量测设备的辅助，王湘麟教授团队成功研发出具有高效率和高稳定性的钙钛矿太阳能电池，其能量转换效率达到 25.1%，并且在最大功率点 (MPP) 跟踪测试中表现出优异的稳定性。未来展望王湘麟教授团队的突破性研究成果，为钙钛矿太阳能电池的实际应用开闢了新的道路。未来，研究人员将继续探索更有效的缺陷管理和离子渗透阻挡策略，并结合先进的表徵手段和模拟计算，进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性，推动该技术走向商业化应用。本文参数图:Fig. S17_ 该图显示了不同薄膜的器件在不同环境条件下的稳定性测试结果。 在相同的环境条件下，PHPA+PFOA 薄膜器件比 Control 器件表现出更优异的稳定性。图 S17a 突出了环境稳定性的显着提高，其中 PHPA+PFOA 器件在暴露于环境条件下 5000 小时后仍保持其初始 PCE 的 88% 以上，而 Control 器件仅保留其初始值的 60%。此外，PHPA+PFOA 薄膜器件在高温高湿条件下表现出非凡的稳定性，如图 17d 所示。在暴露于空气中 10 天后，PHPA+PFOA 器件保持其初始 PCE 的 89% 以上，而 Control 器件的性能迅速下降到其初始值的 25%。这些结果表明，PHPA+PFOA 器件比 Control 器件具有更优异的稳定性，尤其是在高温高湿条件下。这种增强的稳定性可以归因于几个因素，包括添加 PHPA 和 PFOA 改性所导致的缺陷密度降低、疏水性提高以及离子迁移抑制。重要性： 该图证明了 PHPA 和 PFOA 的添加可以有效提高钙钛矿太阳能电池的环境和操作稳定性，这是该研究中最重要的成果之一。 Figure S6. Steady-state photoluminescence (PL) spectra for perovskite films the Control, PHPA, and PHPA+PFOA该图显示了不同薄膜的稳态光致发光 (PL) 光谱。 与 Control 薄膜相比，PHPA 薄膜的 PL 强度更强，表明在添加 PHPA 后，薄膜的非辐射重组被有效抑制。在进行 PFOA 改性后，得到的 PHPA+PFOA 薄膜的 PL 强度。重要性： 该图表明 PHPA 和 PFOA 可以有效降低钙钛矿薄膜的非辐射重组，从而提高其光电转换效率。 Fig S14. (a) Steady-state PL and (b) TRPL spectra of Glass/PVSK/PFOA, Glass/PVSK/Spiro-OMeTAD and Glass/PVSK/PFOA/Spiro-OMeTAD. 该图显示了不同薄膜的稳态 PL 和 TRPL 光谱。为了研究 PFOA 对空穴提取的影响，研究人员对 Glass/PVSK/PFOA、Glass/PVSK/Spiro-OMeTAD 和 Glass/PVSK/PFOA/Spiro-OMeTAD 薄膜进行了 PL 和 TRPL 测量。如图 a 所示，Glass/PVSK/PFOA/Spiro-OMeTAD 薄膜的 PL 猝灭速度快于 Glass/PVSK/Spiro-OMeTAD 薄膜，表明 PFOA 改性可以提高空穴提取效率。这种机制可能是由于功函数的降低造成的，这一点得到了 KPFM 结果的支持。进一步进行了时间分辨 PL (TRPL) 测量，以确定 Glass/PVSK/PFOA、Glass/PVSK/Spiro-OMeTAD 和 Glass/PVSK/PFOA/Spiro-OMeTAD 薄膜的载流子寿命。如图 b 所示，Glass/PVSK/PFOA、Glass/PVSK/Spiro-OMeTAD 和 Glass/PVSK/PFOA/Spiro-OMeTAD 薄膜的平均载流子寿命分别为 265.92 ns、101.89 ns 和 88.02 ns。Glass/PVSK/PFOA/Spiro-OMeTAD 薄膜中观察到的最短载流子寿命与其最快的 PL 猝灭行为相一致，这进一步表明 PFOA 改性可以促进载流子提取。重要性： 该图表明 PFOA 可以促进空穴提取，提高器件的性能。 Figure S16. Jsc to the light intensity plots of PSCs. 该图显示了 PSC 的短路电流密度 (Jsc) 与光强度的关系图。Jsc 与光强度的关係表明，PHPA+PFOA 器件的 α 值最佳为 0.95，表明其具有最高的电荷载流子提取效率。重要性： 该图表明 PHPA 和 PFOA 的添加可以提高器件的电荷载流子提取效率，从而提高器件的性能。原文出处: ACS Energy Lett. 2024, 9推薦設備_1.      QE-R_世界上流行和值得信赖的 QE / IPCE 系统具有以下特色優勢：l高精度: QE-R 系統采用高精度光谱仪和校准光源，确保 EQE 测量的准确性和可靠性。l宽光谱范围: QE-R 系統的光谱范围覆盖紫外到近红外区域，适用于各種光伏材料和器件的 EQE 测量。l快速测量: QE-R 系統具有快速扫描和数据采集功能，能够高效地进行 EQE 光谱测量。l易于操作: QE-R 系統软件界面友好，操作简单方便，即使是初学者也能轻松上手。l多功能: QE-R 系統不僅可以进行 EQE 测量，还可以进行反射率、透射率等光学特性的测量，具有多功能性。2. LQ-100X-PL 光致发光与发光量子产率测试系统  具有以下特色優勢：l以紧凑的设计，尺寸大小 502.4mm(L) x 322.5mm(W) x 352mm(H)，搭配 4 吋外径 PTFE 材质的积分球，并且整合 NIST 追溯的校准，让手套箱整合 PL 与 PLQY 成为可能。l利用先进的仪表控制程序，可以进行原位时间 PL 光谱解析，并且可产生 2D 与 3D 图表，说明用户可以更快地表征材料在原位时间的变化。系统光学设计可容易的做红外扩展，波长由1000 nm 至 1700 nm。粉末、溶液、薄膜样品都可兼容测试。

室內光伏（IPVs）技術近年来备受关注，它能够利用室内光源，为各种电子设备提供持续的电力供应，例如智能手机、传感器、可穿戴设备等。全聚合物太陽能電池（all-PSCs）作为有机光伏電池的一种分支，以其优异的成膜性能、形貌稳定性和光稳定性等优点，成为室內光伏领域的重要研究方向。全聚合物太阳能电池 (all-PSCs) 的特性和应用全聚合物太阳能电池采用全聚合物活性层，即由两种聚合物（给体和受体）组成，与传统的有机太阳能电池相比，它具有以下优势：l优异的成膜性能： 全聚合物活性层能够形成均匀致密的薄膜，有利于光吸收和电荷传输。l形貌稳定性： 全聚合物活性层中，两种聚合物的相容性更好，更容易形成稳定、均匀的相分离结构，有利于激子解离和电荷传输。l光稳定性： 与传统的小分子受体相比，全聚合物受体材料的光稳定性更好，不易发生光降解，有利于提高器件的寿命。全聚合物太阳能电池具有广阔的应用前景如下:l室內光伏： 适用于各种室内环境，为智能家居、物联网设备等提供清洁能源。l柔性电子： 可以制成柔性太阳能电池，用于可穿戴设备、移动电源等。l透明太阳能电池： 可以制成透明太阳能电池，用于建筑物窗户、汽车天窗等。然而，受限于缺乏高性能宽带隙聚合物受体材料，全聚合物室內光伏电池的效率一直难以突破。香港科技大學顏河教授团队近期取得重大突破，成功研制出一种新型宽带隙聚合物受体材料，并将其应用于全聚合物室内光伏电池，实现了惊人的 27% 的能量转换效率 (PCE)，刷新了全聚合物室内光伏领域的记录。该研究成果发表在国际顶级期刊《Advanced Materials》上。这项研究的关键在于精确调控聚合物受体的分子内电荷转移效应和链内共平面度。颜河团队巧妙地设计合成了两种新型聚合物受体材料：PYFO-T 和 PYFO-V。与传统的 PYF-T-o 相比，两种新型材料均表现出明显的蓝移吸收，更符合室内光伏的需求。其中，PYFO-V 具有更优越的链内共平面性和更紧密的链间堆叠，使其能够更有效地传输电荷，并具有更长的激子寿命，从而实现更高的外部量子效率 (EQE)。本研究使用设备QE-R 光伏 / 太阳能电池量子效率测量解决方案量子效率测量在研究中的重要作用量子效率测量是评估材料性能和器件效率的关键手段。通过量子效率测量，研究人员能够获取关于激子解离效率、电荷收集效率、能量损失等关键信息，这些信息对于理解和优化器件性能至关重要。在颜河团队的研究中，量子效率测量扮演着至关重要的角色。研究人员通过测量 PM6:PYFO-V 和 PM6:PYFO-T 两种体系的外部量子效率，发现 PYFO-V 的外部量子效率显著提高。这表明 PYFO-V 在电荷分离和传输方面的优势，从而解释了 PM6:PYFO-V 体系获得更高效率的原因。突破性的效率源于多方面的优化及其他表征手段补充完善研究结果除了量子效率测量，颜河团队还采用了一系列先进的表征手段，例如掠入射广角 X 射线散射 (GIWAXS)、软 X 射线共振散射 (RSoXS)、时间解析荧光光谱 (TRPL)、瞬态光电流 (TPC) 等，对材料和器件进行深入研究。通过综合分析这些数据，他们揭示了 PM6:PYFO-V 体系能够获得更高效率的原因，包括更快的电荷传输、更低的电荷复合率、更平衡的电子和空穴迁移率等。Time-Resolved Photoluminescence (TRPL) 揭示材料内部的奥秘 Time-Resolved Photoluminescence (TRPL)，即时间解析荧光光谱，是一种研究材料在光激发后发光强度随时间变化规律的技术。通过测量材料在受到光激发后发光强度的衰减曲线，可以获取材料内部激子寿命、能量转移过程、电荷复合等信息。 TRPL 技术可以帮助研究人员了解材料内部的能量转移和电荷传输过程，例如激子在材料中的扩散距离、激子在给体和受体之间的转移速率、激子在材料中的寿命等。 在颜河团队的研究中，TRPL 技术被用来研究 PM6:PYFO-V 和 PM6:PYFO-T 两种体系的激子寿命。结果显示，PYFO-V 的激子寿命更短，这表明 PYFO-V 中的激子更容易发生解离，并更快地转化为自由电荷。 虽然 TRPL 不能直接测量激子解离效率，但更短的激子寿命表明 PYFO-V 中激子转化为自由电荷的效率更高。这与量子效率测量结果相吻合，进一步证明了 PYFO-V 在电荷分离和传输方面的优势。 其他表征手段补充完善研究结果: 除了量子效率测量和 TR-PL 技术，颜河团队还运用了其他的表征手段来补充完善研究结果。例如：  掠入射广角 X 射线散射 (GIWAXS) 可以用来研究材料的结晶结构和分子堆积方式，帮助理解材料的形貌和光电特性。软 X 射线共振散射 (RSoXS)可以用来研究材料中的相分离结构，帮助理解电荷分离和传输的机制。瞬态光电流 (TPC) 可以用来研究器件中的电荷传输和复合过程，帮助优化器件结构和材料选择。通过综合分析这些表征手段获得的数据，颜河团队成功地揭示了 PM6:PYFO-V 体系的高效率背后的原因，并为全聚合物室内光伏技术的发展提供了新的思路。 全聚合物室內光伏技術的光明前景这项研究不仅为全聚合物室內光伏電池的效率带来了突破，也为该领域的发展提供了新的思路。颜河团队的研究成果表明，通过精确调控聚合物受体的分子结构和链间堆积，可以实现更高效的电荷传输和更低的能量损失，从而获得更高的效率。未来，全聚合物室內光伏技術将向着更高的效率、更低的成本、更强的稳定性方向发展。量子效率测量技术也将不断发展，为研究人员提供更准确、更全面、更有效的工具，推动该领域不断取得突破。本文參數圖:Fig. 22_ PYF-T-o 基于全聚合物太阳能电池在单太阳光照条件下的 J-V 特性曲线及其相应的 EQE 光谱。研究了基于 PYF-T-o 的全聚合物太阳能電池的性能，分析其光電轉換效率和外部量子效率。Fig. S23_ (a) PM6:PYFO-V 和 PM6:PYFO-T 的归一化电致发光 (EL) 和外部量子效率 (EQE) 光谱，用于准确计算带隙；(b) EL 量子效率随电流密度的变化；(c) PM6:PYFO-V 和 PM6:PYFO-T 的总 Eloss 以及其对 ΔE1、ΔE2 和 ΔE3 值的详细分析。分析了器件的能量损失机制，研究了不同聚合物受体对能量损失的影响。Fig. S26_ (a) JSC 作为光强度的函数以及 PYFO-T 和 PYFO-V 基全聚合物太阳能电池的功率律拟合 (JSC∝强度α)；(b) VOC 作为光强度的函数以及用于确定理想因子的对数拟合。研究了器件的光强依赖性，分析其光电转换特性和电荷复合机制。Fig.S24_在 785 nm 激发下 PYFO-V 基薄膜的光致发光光谱，研究了 PYFO-V 薄膜的光致发光特性，分析其荧光强度和寿命。Fig.S25_ 在 785 nm 激发下 PYFO-T 基薄膜的光致发光光谱，研究了 PYFO-T 薄膜的光致发光特性，分析其荧光强度和寿命。原文出处: Advanced Energy Materials推薦設備_1.      QE-R_流行和值得信赖的 QE / IPCE 系统具有以下特色優勢：l高精度: QE-R 系統采用高精度光谱仪和校准光源，确保 EQE 测量的准确性和可靠性。l宽光谱范围: QE-R 系統的光谱范围覆盖紫外到近红外区域，适用于各種光伏材料和器件的 EQE 测量。l快速测量: QE-R 系統具有快速扫描和数据采集功能，能够高效地进行 EQE 光谱测量。l易于操作: QE-R 系統软件界面友好，操作简单方便，即使是初学者也能轻松上手。l多功能: QE-R 系統不僅可以进行 EQE 测量，还可以进行反射率、透射率等光学特性的测量，具有多功能性。2. LQ-100X-PL 光致发光与发光量子产率测试系统  具有以下特色優勢：l以紧凑的设计，尺寸大小 502.4mm(L) x 322.5mm(W) x 352mm(H)，搭配 4 吋外径 PTFE 材质的积分球，并且整合 NIST 追溯的校准，让手套箱整合 PL 与 PLQY 成为可能。l利用先进的仪表控制程序，可以进行原位时间 PL 光谱解析，并且可产生 2D 与 3D 图表，说明用户可以更快地表征材料在原位时间的变化。系统光学设计可容易的做红外扩展，波长由1000 nm 至 1700 nm。粉末、溶液、薄膜样品都可兼容测试。

在大多数的应用中，效率 (efficiency) 的研究往往都是最被关注的一项关键指标，效率代表着投入系统的努力与从系统获得的收益之间的比率。在电致发光器件中，例如有机、钙钛矿或量子点LED，如何提高外部量子效率 (External quantum efficiency, EQE) 通常是驱动材料研究最主要的研究动机。但除了对器件架构和电气性能进行精心设计外，效率 (efficiency) 还直接取决于所用发光材料的固有效率，也就是每个分子激发发射的光子之间的比率，是一个很重要的关键。而这种效率 (efficiency) 通常在光致发光 (Photoluminescence, PL) 实验中量化，也就是所谓的光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY)。光致发光技术可以提供关于材料发光特性的宝贵信息，如发光强度、发光波长等。这些信息可以帮助研究人员评估材料的光学效能，进而指导材料的设计和优化。例如，通过分析光致发光光谱可以了解材料的能隙结构、缺陷态以及载流子动力学等重要参数，进而指导材料的改进和优化。光致发光与发光量子光学检测仪提供的多种分析功能可以帮助研究人员获得关于材料光学性质的全面信息，从而预测材料在光伏器件中的性能。这对于选择适合的光伏材料、设计高效率的光伏器件具有重要意义。例如，通过分析材料的色温、色彩纯度等参数，可以评估材料的光谱质量，进而指导器件的设计和优化，提高器件的光电转换效率。在光伏领域的研究中，最常研究的发光材料之一是Cadmium Telluride，CdTe。CdTe是一种广泛应用于薄膜光伏器件的半导体材料，其具有较高的吸收系数和较低的制造成本，因此被广泛研究和应用于太阳能电池的制造中。CdTe薄膜太阳能电池以其高转换效率和低成本而闻名，吸引了大量的研究和开发工作。除了CdTe外，Cadmium Selenide，CdSe和Cadmium Zinc Selenide，CdZnSe等材料也是光伏领域中常见的发光材料。这些材料在太阳能电池、光伏器件和光伏材料的研究中都具有重要的应用价值，也成为多数期刊论文的常客。光伏检测请搜寻光焱科技

摘要钙钛矿-硅叠层太阳能电池是下一代光伏技术的有力竞争者，有望取代目前市场上占主导地位的单结硅电池。然而，为了证明在硅电池上添加钙钛矿电池的额外成本是合理的，这些器件首先应该表现出足够高的功率转换效率 (PCE)。瑞士洛桑联邦理工学院 (EPFL) 的 Christophe Ballif 教授团队在 Joule 期刊发表了最新研究成果，展示了两种关键技术的协同效应，将平面硅片钙钛矿-晶硅叠层太阳能电池的 PCE 提升至 30 ± 1%，并获得了 30.9% 的认证高效率。研究人员通过在钙钛矿前驱体油墨中添加五氟苄基膦酸 (pFBPA) 以及在钙钛矿薄膜和空穴传输层 (HTL) 之间引入二氧化硅 (SiO2) 纳米颗粒 (NPs) 中间层，成功地减少了界面缺陷和非辐射复合，显著提升了器件的效率和稳定性。本研究推荐使用设备SS-PST100R AM1.5G 可变标准光谱模拟光源高效率新型叠层太阳能电池精准效率测量QE-R PV/太阳能电池量子效率测量系统研究背景与核心概念目前商用光伏技术主要集中在单结太阳能电池，其中晶体硅 (Si) 是主要的吸光材料选择。然而，单结晶硅电池的 PCE 存在物理极限，略高于 29%，这与目前晶硅电池 (27.1%) 相差不远。为了突破这个极限并降低太阳能发电成本，一种方法是使用具有更高带隙的额外吸光材料来减少热损失，更有效地利用太阳光谱。在硅上使用带隙约为 1.6 至 1.7 eV 的吸光材料 (晶硅的带隙为 1.1 eV)，理论上可以将 PCE 极限从约 29% 提高到 40% 以上。在这方面，具有可调带隙、制造成本相对较低和光电性能优异的钙钛矿吸光材料非常适合与晶硅结合使用。然而，为了证明在晶硅电池上添加钙钛矿电池的额外成本是合理的，叠层器件应同时表现出高 PCE 和良好的工作稳定性。研究方法与主要发现该研究提出了两种关键技术，它们具有协同效应，可以将钙钛矿-硅叠层太阳能电池 (在正面平面硅片上旋涂钙钛矿薄膜) 的 PCE 可靠地提高到 30 ± 1%。l第一项技术是使用五氟苄基膦酸 (pFBPA) 作为钙钛矿 (Cs0.05[FA0.9MA0.1]0.95Pb[I0.8Br0.2]3) 前驱体油墨中的添加剂，以消除与铅相关的缺陷和钙钛矿/C60 界面附近的非辐射复合，从而提高器件的开路电压 (Voc) 和填充因子 (FF)，值得注意的是，无需额外的钝化层。l第二项技术主要增强 FF，包括使用稀疏涂覆的二氧化硅 (SiO2) 纳米颗粒 (NPs) 作为钙钛矿和空穴传输层 (HTL) 之间的中间层，通过改善表面润湿性，实现高性能 [4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸 (Me-4PACz) 的可重复使用，同时改善 pFBPA 导致的钙钛矿薄膜质量下降。研究结果与讨论3.1 pFBPA 增强顶电池性能研究发现，pFBPA 可以有效地钝化钙钛矿/C60 界面处的缺陷，并抑制非辐射复合，从而提高器件的 Voc 和 FF。Fig. S1 和 Fig. S2 分别展示了在光照和黑暗条件下，添加 pFBPA 对单结钙钛矿太阳能电池性能的影响。可以看出，pFBPA 的添加可以显著提高器件的 Voc、FF 和 PCE，并且可以有效地抑制光照引起的性能衰减。Fig. S3 展示了不同浓度的 pFBPA 对器件性能的影响。研究发现，当 pFBPA 浓度为 5 mM 时，器件的性能最佳。3.2 SiO2 纳米颗粒提升薄膜质量为了解决 pFBPA 导致的钙钛矿薄膜质量下降问题，该研究引入了 SiO2 纳米颗粒 (NPs) 作为钙钛矿和空穴传输层 (HTL) 之间的中间层。SiO2 NPs 具有良好的润湿性，可以改善钙钛矿薄膜的表面形貌，减少针孔和分流的形成。Fig. S9 展示了不同浓度的 SiO2 NPs 对基底表面形貌的影响，可以看出，SiO2 NPs 可以有效地提高基底表面的平整度。Fig. S10 展示了 SiO2 NPs 对 Me-4PACz 表面润湿性的影响，可以看出，SiO2 NPs 可以有效地改善 Me-4PACz 在钙钛矿表面的铺展性，形成更加均匀的薄膜。Fig. S11 展示了不同浓度的 SiO2 NPs 对器件性能的影响。研究发现，当 SiO2 NPs 浓度为 0.2 wt% 时，器件的性能最佳。3.3 协同效应助力高效叠层电池将 pFBPA 和 SiO2 NPs 结合使用，可以充分发挥它们的协同效应，制备出高效稳定的钙钛矿-晶硅叠层太阳能电池。pFBPA 钝化钙钛矿/C60 界面缺陷，提高 Voc 和 FF，而 SiO2 NPs 改善薄膜质量，进一步提升 FF。最终，该研究实现了 30 ± 1% 的可重复 PCE，并获得了 30.9% 的认证高效率 (Fig. S21)。结论与展望该研究提出的协同基底和添加剂工程策略为制备高效稳定的钙钛矿-硅叠层太阳能电池提供了新思路，并为推动其产业化应用奠定了基础。未来，可以通过进一步优化材料和器件结构，以及结合其他界面工程策略，进一步提升叠层电池的效率和稳定性。本文參數圖:Fig. 3_ (F)展示两种太阳能电池材料——钙钛矿（Perovskite）和晶硅（Si）的外量子效率（EQE）与波长关系的图表。·      钙钛矿的EQE曲线以蓝色表示，峰值接近80%，并在大约800nm的波长处开始下降。·      晶硅的EQE曲线以红色表示，峰值略低于钙钛矿，且在大约1100nm的波长处迅速下降。·      图中还标注了两种材料的电流密度，钙钛矿为20.52 mA/cm220.52 mA/cm2，晶硅为19.92 mA/cm219.92 mA/cm2。此张图表可以用来比较不同材料在太阳能电池应用中的性能，特别是在不同波长下的光电转换效率。Fig.S33_电流密度与电压特性以及串联器件性能参数的示例装置在制造完成后（即初始阶段）和在充满氮气的手套箱中暗藏一年后测量的性能参数。Fig.S35_图 3h 所示的串联设备电流密度与电压特性示例在第三个周期的 12 小时内（即从第 24 小时到第 36 小时）跟踪 MPP 前后的电流密度与电压特性。原文出处: JOULE 推薦設備_1.      SS-PST100R AM1.5G 可变标准光谱模拟光源高效率新型叠层太阳能电池精准效率测量的伙伴l高精度光譜匹配: 光譜匹配度: 對於光伏器件的研究和生產，光譜匹配度至關重要。SS-PST100R 採用高品質光源和精密光學設計，能夠精確模擬 AM 1.5G 太陽光譜，確保測試結果的準確性和可靠性及光譜匹配度 (A 級) 符合國際標準。l均勻照射: 照射不均勻會導致器件不同區域的測試結果存在差異，影響測試結果的準確性。SS-PST100R 的光學系統經過精心設計，能夠在照射區域內提供高度均勻的光照，有效降低邊緣效應，提高測試結果的準確性。l穩定輸出: SS-PST100R 採用穩定的光源和電源系統，能夠長時間保持稳定的光输出，確保測試結果的可靠性和可重複性。l多功能性: SS-PST100R 可選配多種配件，以滿足不同測試需求。其光源和各個部件具有較長的使用壽命，以降低使用成本。l易於操作: SS-PST100R 採用人性化設計，操作簡單方便，即使是新手用戶也能輕鬆上手。光焱科技亦能夠提供及時的技術和維修服務，以確保設備的正常運轉。2.   QE-R_世界上流行和值得信赖的 QE / IPCE 系统    具有以下特色優勢：l高精度: QE-R 系統采用高精度光谱仪和校准光源，确保 EQE 测量的准确性和可靠性。l宽光谱范围: QE-R 系統的光谱范围覆盖紫外到近红外区域，适用于各種光伏材料和器件的 EQE 测量。l快速测量: QE-R 系統具有快速扫描和数据采集功能，能够高效地进行 EQE 光谱测量。l易于操作: QE-R 系統软件界面友好，操作简单方便，即使是初学者也能轻松上手。l多功能: QE-R 系統不僅可以进行 EQE 测量，还可以进行反射率、透射率等光学特性的测量，具有多功能性。

光电二极管的能带结构是理解其工作原理和性能的关键部分。能带架构了在固体材料中电子的能量分布和行为，对于光电二极管的电子载子传输和光电转换过程相当重要。在光电二极管的能带结构中，一般会涉及到价带和导带。价带是指电子的能量较低的带，其中填满了电子。导带是指电子的能量较高的带，其中电子可以自由运动。两者之间的能隙被称为能带间隙，是指电子从价带跳跃到导带所需的能量。在光电二极管的能带结构中，当光子照射到半导体材料时，它们会激发价带中的电子跳跃到导带中，产生电子-电子对（电子和空穴）。这种过程被称为光激发或光电效应。在导带中的自由电子和在价带中的空穴会在外加电场的作用下分别向着阳极和阴极移动，从而产生电流。光电二极管的能带结构还直接影响其光吸收和发射特性。当光子的能量与能带间隙相符时，会导致材料的光吸收现象，光子被吸收并将能量转移给价带中的电子，使其跳跃至导带中。而在光电二极管发光时，则是当价带中的电子重新填满空穴时，会释放出能量，产生光子的发射。不同材料的能带结构对光电二极管的性能有着重要影响。例如，带隙较小的材料通常吸收和发射更高能量的光子，这对于光电二极管的光谱响应和效能提出了挑战和机遇。此外，通过调节材料的能带结构，如量子点和量子井等结构设计，可以实现特定波长范围内的光子吸收和发射，从而扩展光电二极管的应用范围。评估带能结构是理解材料的光电性能和应用潜力的重要步骤之一。透过光谱测量、光电性能测量、穿透电子显微术（TEM）和能谱仪、密度泛函理论（DFT）计算、光电子能谱学（XPS），可以全面评估材料的带能结构，从而指导材料的设计和优化。光焱科技集合光学、电学、光电子学、软件工程等深厚实力，提供了经济实惠的量测解决方案，让实验室人员在价格与效率间找到平衡点，使研究人员能够以高效率专注研究。欢迎来信了解更多，我们的专业团队将立即为您服务。光伏检测请搜寻光焱科技

摘要可印刷介孔钙钛矿太阳能电池 (p-MPSCs) 由于其简单且经济高效的制备工艺，在实现大规模生产方面展现出巨大潜力。然而，在 p-MPSCs 中，填充在 TiO2 和 ZrO2 介孔层中的钙钛矿薄膜厚度通常达到 3 μm，这使得钙钛矿的结晶过程比一般的平面薄膜 (0.3–0.5 μm) 更复杂、更具挑战性。为了克服这一挑战，华中科技大学的 Hongwei Han 和 Xinhui Lu 研究团队在 Advanced Functional Materials 期刊上发表了一项研究成果，他们使用一种多功能氟化分子作为添加剂，有效改善了钙钛矿的结晶过程，提升了器件的效率，并增强了其工作稳定性。本研究推荐使用设备TPCV钙钛矿太阳能电池瞬态光电流光电压测试仪研究背景与核心概念钙钛矿太阳能电池 (PSCs) 凭借其高效率、低成本和可印刷性等优势，成为最有希望取代传统硅基太阳能电池的下一代光伏技术。近年来，钙钛矿太阳能电池 (PSCs) 的效率不断攀升，已突破 25% 的瓶颈，但其长期稳定性问题仍然是阻碍其商业化应用的关键因素。可印刷介孔钙钛矿太阳能电池 (p-MPSCs) 由于其简单的制备工艺和可扩展性，在实现大规模生产方面具有显著优势。然而，在 p-MPSCs 中，由于钙钛矿薄膜需要填充在 TiO2 和 ZrO2 介孔层中，其厚度通常达到 3 μm，这使得钙钛矿的结晶过程比一般的平面薄膜 (0.3–0.5 μm) 更复杂、更具挑战性。研究方法与主要发现为了解决 p-MPSCs 中的钙钛矿结晶问题，该研究团队开发了一种多功能氟化分子 (6FDA) 作为添加剂，以改善钙钛矿的结晶过程，提升器件的效率和稳定性。6FDA 分子具有以下特点：l缺陷钝化: 6FDA 的羰基可以与钙钛矿中的未配位 Pb2+ 形成强烈的配位作用，从而有效钝化缺陷，降低非辐射复合。l疏水性: 6FDA 的疏水性可以提高器件的抗水性，增强其长期工作稳定性。研究人员将 6FDA 添加到钙钛矿前驱体溶液中，并通过一系列表征手段，包括 X 射线衍射 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)、X 射线光电子能谱 (XPS)、稳态/时间分辨光致发光光谱 (PL/TRPL) 等，对钙钛矿薄膜的结构、形貌和光电性能进行了分析。为了更深入地了解 6FDA 对器件载流子动力学的影响，研究人员还进行了瞬态光电流 (TPC) 和瞬态光电压 (TPV) 测试。TPC 测量可以评估器件中载流子的传输时间，而 TPV 测量可以评估器件的光电压衰减时间，从而进一步了解载流子复合和器件稳定性。研究结果与讨论研究结果表明，6FDA 的添加显著提升了 p-MPSCs 的效率和稳定性：提高器件效率: 添加 6FDA 后，钙钛矿的结晶质量得到改善，薄膜的均匀性和结晶度提高，从而提高了器件的效率。小面积器件 (0.1 cm2) 的功率转换效率 (PCE) 达到 20.15%。增强器件稳定性: 6FDA 的疏水性可以有效地阻止水分和氧气的入侵，提高了器件的工作稳定性。未封装的器件在室温下存放超过 1000 小时后，其 PCE 仍能保持 80% 以上。研究人员利用稳态 PL 和时间分辨 PL 证实了 6FDA 对钙钛矿薄膜的钝化作用，并通过测试器件的载流子寿命 (TRPL) 和光电压衰减 (TPV) 说明了 6FDA 对载流子复合和器件稳定性的积极影响。TPC 测试结果表明，6FDA 的添加可以有效地缩短载流子的传输时间，提高了器件的载流子传输效率。TPV 测试结果显示，添加 6FDA 后，器件的光电压衰减时间延长，说明了 6FDA 可以有效抑制载流子的复合，从而提高器件的稳定性。结论与展望该研究开发了一种多功能氟化分子作为添加剂，有效改善了 p-MPSCs 中钙钛矿的结晶过程，并显著提升了器件的效率和稳定性。这项研究为制备高效稳定的 p-MPSCs 提供了新的策略，并为 PSCs 的大规模产业化应用奠定了坚实的基础。未来，可以通过进一步优化添加剂的结构和性质，以及结合其他界面工程策略，进一步提升 p-MPSCs 的性能，推动其在光伏领域的应用。本文參數圖:Fig. 5_ 展示了 (a) 稳态 PL 和 (b) 时间分辨 PL，以及 (c) 器件的瞬态光电压衰减曲线，分别针对添加和未添加 6FDA 的 mp-TiO2/玻璃结构的钙钛矿。其重要性: 通过 PL 光谱和光电压衰减，评估了 6FDA 对钙钛矿薄膜光致发光特性和载流子寿命的影响，并说明了 6FDA 对缺陷钝化的效果。Fig.S6_展示了添加和未添加 6FDA 的器件的 J-V 曲线（正向扫描）。重要性: 比较了添加 6FDA 后器件的光伏性能，以及器件的效率提升。 原文出处: ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS 推薦設備_          TPCV_钙钛矿太阳能电池瞬态光电流光电压测试仪l高速时间分辨率-以纳秒计的快速上升和下降时间。l高信噪比-整合了二十年在光学与电学等讯号处理和降噪方面的专业知识，表现出色的杂讯抑制能力，有效减少各种杂讯以提高精度与准确度。l友善操作介面-使用特定的公式对讯号资料进行拟合和分析，以便解析和理解这些资料。 这个过程有助于我们深入了解钙钛矿或有机太阳能电池装置的性能。l  高性价比及效率-相较于自行搭建的费时费工，尚需要熟稔光路系统开发、准确讯号精密撷取，还要有资讯人员撰写专业的数据分析演算法开发等。光焱科技TPCV量测解决方案仅需经过一天的训练后即可使用，并有效专注于钙钛矿太阳能电池的研究

光能研究已是现代各国致力发展的目标，通过了解各国顶尖机构，帮助我们更多获得研究动态、产业新知。NREL是美国国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory）的缩写，是美国能源部（U.S. Department of Energy）的一个主要研究机构之一。NREL的使命是通过研究和开发创新技术，促进可再生能源和能源效率的应用，以实现能源的可持续利用。其研究领域包括：太阳能、风能、生物质能源、氢能源、能源效率。NREL的研究涵盖了多个可再生能源领域，旨在推动可再生能源技术的发展和应用，以实现能源的可持续利用和减少碳排放。NREL以其优秀的研究团队、先进的设施、多元化的研究领域、优秀的成果和广泛的合作伙伴关系，成为了光伏领域的指标代表之一。其他具影响力的机构也包含：-      欧洲太阳能能源研究所（European Solar Energy Research Institute，ESRI）-      西班牙国家可再生能源中心（National Renewable Energy Centre，CENER）、-      德国太阳能研究中心（Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems，ISE）。这些机构都在太阳能相关领域进行了广泛的研究和开发工作，具有专业性，通过与学术界、产业界和政府机构的合作，促进了太阳能领域的创新和进步。中国台湾光焱科技是一家以技术型为导向的国际化企业，15年来致力于发展仿真光源与光电子转换效率检测技术，产品线从太阳能检测、模拟光源、半导体光电子芯片检测、晶圆级检测等，客户遍级全球。上周(2024/5/25)获明尼苏达大学德鲁斯分校运营与供应链管理学院Wenqing Zhang副教授通知，安排德鲁斯分校教职员及学生等一行12人参访光焱科技。参访师生除对于光焱科技的经营架构模式感到新奇外，更惊叹光焱科技的产品应用领域包含太阳能检测与半导体检测领域不同产业链，并可在短短数年间快速切入全球CIS、ADAS自动驾驶硬件的顶级技术产业，取得许多相关亚、欧、美系顶尖Tier1的制造商及晶圆厂信任。Wenqing Zhang教授指出：「光焱科技为名符其实全球太阳能及CIS检测的专家，不论是在本业技术上或是企业管理上，均有竞争优势，此次参访目的就是观摩中国台湾产业供应链并与产业专家对话，对这些即将投入产业的美国大学生收获满满感到非常开心，也表示高度期待未来能与再与光焱科技等这样国际型企业建立更多元、更深入的互动或合作网络，强化台美之间的高阶技术人才交流。」光伏检测请搜寻光焱科技

摘要柔性短波红外探测器在可穿戴设备、生物成像、自动控制等领域发挥着至关重要的作用。而商用短波红外探测器由于制备温度高、材料性能刚性等问题，难以实现柔性化。华中科技大学的唐江教授和陈超教授团队在 Nano Letters 期刊发表最新研究成果，开发了一种高性能柔性 Te0.7Se0.3 光电探测器，该探测器受益于碲-硒合金的一维晶体结构和小弹性模量。该柔性光电探测器在室温下表现出 365 至 1650 nm 的宽光谱响应、6 μs 的快速响应时间、76 dB 的宽线性动态范围和 4.8 × 1010 Jones 的比探测率。在 3 mm 小曲率半径弯曲后，柔性探测器的响应度仍保持其初始值的 93%。基于优化的柔性探测器，研究人员展示了其在短波红外成像中的应用，突出了 Te0.7Se0.3 光电探测器在柔性电子领域的巨大潜力。本研究推荐使用设备LQ-100X-PL 光致发光与发光量子产率测试系统PD-QE_新型光电传感器特性分析仪研究背景与核心概念短波红外 (SWIR) 光是指波长在 1-3 微米范围内的电磁波，它具有许多的特性，例如穿透能力强、对生物组织散射低、对人眼安全等，因此在夜视、生物成像、食品安全检测、环境监测、光通信等领域有着广泛的应用。近年来，随着柔性电子技术的快速发展，柔性短波红外探测器也逐渐成为研究热点，它能够适应各种曲面和形状，为可穿戴设备、植入式医疗器械、柔性显示屏等新兴应用提供更加便捷和高效的解决方案。目前柔性短波红外探测器的研究主要集中在以下几个方向：1.      二维材料基柔性短波红外探测器: 石墨烯、黑磷、过渡金属硫化物等二维材料因其优异的光电性能和机械柔韧性，成为制备柔性短波红外探测器的理想材料。然而，二维材料的制备成本较高，且器件性能受制于材料的本征缺陷和接触电阻等问题。2.      有机半导体基柔性短波红外探测器: 有机半导体材料具有可溶液加工、成本低廉、可大面积制备等优点，但其载流子迁移率和光吸收能力通常较低，限制了器件的性能。3.      量子点基柔性短波红外探测器: 胶体量子点 (CQD) 具有可调的带隙、高吸收系数和溶液可加工性等优势，近年来在柔性短波红外探测领域取得了显著进展。然而，CQD 探测器通常需要复杂的配体交换和钝化处理，以提高器件的性能和稳定性。4.      传统半导体材料的柔性化: 一些研究尝试将传统的短波红外探测器材料，例如 InGaAs、HgCdTe 等，转移到柔性基底上，以实现器件的柔性化。然而，这些方法通常需要复杂的工艺步骤，且难以保证器件的可靠性和稳定性。现有的研究已经取得了一些突破，例如：l高性能二维材料探测器: 研究人员通过优化材料制备工艺和器件结构设计，制备出了基于二维材料的高性能柔性短波红外探测器，其性能已接近甚至超过了传统刚性探测器。l高灵敏度有机探测器: 通过分子设计和器件结构优化，研究人员成功制备出了高灵敏度的有机短波红外探测器，并展示了其在生物成像等领域的应用潜力。l大面积 CQD 探测器阵列: 研究人员利用印刷技术制备了大面积 CQD 探测器阵列，并将其集成到柔性基底上，实现了高分辨率的短波红外成像。研究方法与主要发现该研究团队选择碲 (Te) 和硒 (Se) 合金作为探测器材料，因为 Te-Se 合金具有一维晶体结构和较小的弹性模量，使其在弯曲时不易断裂。他们采用热蒸发法制备了 Te0.7Se0.3 薄膜，并通过改变退火温度优化薄膜的结晶性和载流子浓度。为了表征 Te0.7Se0.3 薄膜的性能，研究人员使用了扫描电子显微镜 (SEM)、X 射线衍射 (XRD)、霍尔效应测量系统等多种手段。随后，他们制备了基于 Te0.7Se0.3 薄膜的柔性光电探测器，并对其光谱响应、响应时间、线性动态范围、比探测率和弯曲稳定性等性能进行了测试。研究结果与讨论研究结果表明，退火温度对 Te0.7Se0.3 薄膜的结晶性和载流子浓度有显著影响。通过优化退火温度，可以获得具有最佳性能的 Te0.7Se0.3 薄膜。制备的柔性 Te0.7Se0.3 光电探测器表现出以下优异性能：宽光谱响应: 响应范围从 365 nm 扩展到 1650 nm，覆盖了紫外、可见光和短波红外波段。快速响应时间: 响应时间仅为 6 μs，可以满足快速成像的需求。宽线性动态范围: 线性动态范围达到 76 dB，可以探测不同强度的光信号。高比探测率: 室温下比探测率达到 4.8 × 1010 Jones，具有高灵敏度。优异的弯曲稳定性: 在 3 mm 小曲率半径弯曲后，探测器的响应度仍保持其初始值的 93%，证明了其良好的柔韧性。研究人员进一步展示了 Te0.7Se0.3 柔性光电探测器在短波红外成像中的应用。他们将探测器集成到一个柔性电路板上，并成功地捕捉到了红外图像，证明了其在柔性电子领域的巨大潜力。结论与展望该研究开发的 Te0.7Se0.3 柔性光电探测器具有宽光谱响应、快速响应时间、宽线性动态范围、高比探测率和优异的弯曲稳定性等优点，在可穿戴设备、生物成像、自动控制等领域具有广泛的应用前景。现有的柔性短波红外探测器仍面临着一些挑战，例如：l性能与稳定性之间的平衡: 提高器件性能的同时，如何保证其在弯曲、拉伸等机械变形下的长期稳定性，仍然是一个需要解决的难题。l制备工艺的复杂性和成本: 现有的柔性短波红外探测器制备工艺相对复杂，成本较高，限制了其大规模应用。l材料和器件结构的创新: 需要开发新的材料和器件结构，以进一步提高柔性短波红外探测器的性能和应用范围。未来，可以通过以下几个方面进一步提升 Te0.7Se0.3 柔性光电探测器的性能：l优化薄膜制备工艺： 探索新的薄膜制备方法，例如化学气相沉积法，以提高薄膜的结晶性和均匀性。l钝化界面缺陷： 采用界面钝化技术，例如引入钝化层或表面改性，以减少界面缺陷，提高器件的性能和稳定性。l开发集成技术： 将 Te0.7Se0.3 柔性光电探测器与其他柔性电子器件集成，开发新型的柔性电子系统。相信随着研究的深入，Te0.7Se0.3 柔性光电探测器的性能将会进一步提升，并最终实现商业化应用，为柔性电子领域的发展贡献力量。本文參數圖:Fig. 6_ (a) 柔性 Te0.7Se0.3 光电二极管的暗电流密度-电压 (J-V) 曲线和 (b) 1300 纳米波长的外部量子效率 (EQE) 随退火温度的变化而变化。Fig.S9_展示了材料在不同条件下的电学性能和稳定性测试结果。(a) 部分: 电流密度-电压曲线，展示了该设备在空气中存放不同时间（1天和2个月）后的性能。(b) 部分: 归一化响应随时间变化的曲线，显示了设备在空气中存放时性能的稳定性。(c) 部分: 两张图片，分别展示了设备在水中和水外的实物图。(d) 部分: 电流密度-电压曲线，展示了设备在水中浸泡不同时间（0小时、8小时、24小时）后的性能。(e) 部分: 归一化响应随时间变化的曲线，显示了设备在水中浸泡时性能的稳定性。(f) 部分: 一张图片，显示了设备在水滴下的接触角，这通常用来表征材料的亲水性或疏水性。从这些数据可以看出，该设备或材料在空气和水中的长期稳定性，以及其电学性能如何随环境条件和时间变化，对于评估设备的实用性和耐用性至关重要。  原文出处: Nano Lett. 2024推薦設備_1.      PD-QE_新型光电传感器特性分析仪 l偏置电压也可由 20 V 到 1000 V。同时，可测量高分辨率的光电流，分辨率最高可达 10-16 A。l波长扩充可达 1800 nm。l可选配软件升级控制 Kiethley 4200 SMU。l应用-有机光传感器 (OPD, Organic Photodiode)、钙钛矿光传感器 (PPD, Perovskite Photodiode)、量子点光传感器 (QDPD, Quantum Dots Photodiode)、新型材料光传感器。2. LQ-100X-PL 光致发光与发光量子产率测试系统   具有以下特色優勢：l以紧凑的设计，尺寸大小 502.4mm(L) x 322.5mm(W) x 352mm(H)，搭配 4 吋外径 PTFE 材质的积分球，并且整合 NIST 追溯的校准，让手套箱整合 PL 与 PLQY 成为可能。l利用先进的仪表控制程序，可以进行原位时间 PL 光谱解析，并且可产生 2D 与 3D 图表，说明用户可以更快地表征材料在原位时间的变化。系统光学设计可容易的做红外扩展，波长由1000 nm 至 1700 nm。粉末、溶液、薄膜样品都可兼容测试。

光致发光 (Photoluminescence)是指材料吸收光能后，再释放出光能的过程。其物理过程包含了：激发、辐射过程、非辐射过程、光子能量与波长。当一个材料暴露在外部光源下时，它可以吸收光子，尤其是当这些光子的能量与材料的能隙相符时。这会导致材料中的一些电子被激发到较高的能量态，使它们处于激发态。在这个激发态下，电子处于一种暂时的高能态，这意味着它们的能量水平比它们在基态时更高。然而，这种高能态是不稳定的，电子会趋向于回到较低的能量态，即基态。当电子返回基态时，它们释放出多余的能量，这些能量以光子的形式重新释放出来。这些释放出的光子的能量通常与原来吸收的光子的能量相同，因此释放出的光子的能量和波长与激发光源相同，或者在一定的光谱范围内。 光致发光（Photoluminescence）在生活中有许多实际应用。例如：手表和时钟使用荧光材料或荧光涂层，当昏暗时可以发光，提供光线不足的环境中的时间显示；在紧急疏散标志和安全标示中，通常使用荧光材料或荧光涂层，以提供在黑暗或紧急情况下的可见性；建筑物、车辆或道路标志可能使用荧光涂层，以在夜间提供可见性和安全性。当我们对太阳能电池材料进行研究和表征时，Photoluminescence（PL）技术是一个非常有用的工具。包含结构评估、缺陷分析、电子载子行为。PL量子效率是指光激发材料后发光的效率，可用于评估非辐射能量损失的程度。通过测量PL光谱和激发光谱，可以计算PL量子效率，从而量化非辐射过程对发光效率的影响。通过调整材料的结构、成分或处理条件，可以改善PL量子效率，减少非辐射能量损失，从而提高材料的发光效率。量测和分析非辐射过程的现象是关键的，通过减少非辐射能量损失，可以提高材料的光学性能和效率。光伏检测请搜寻光焱科技

摘要钙钛矿太阳能电池 (PSCs) 因其高效率、低成本和可印刷性等优点，成为最有希望取代传统硅基太阳能电池的下一代光伏技术。近年来，钙钛矿太阳能电池 (PSCs)的效率不断攀升，已突破 25% 的瓶颈，但其长期稳定性问题仍然是阻碍其商业化应用的关键因素。为了解决这一挑战，中国科学院宁波材料技术与工程研究所的 Ziyi Ge 和 Daobin Yang 研究团队设计合成了三種雙膦酸錨定吲哚咔唑 (IDCz) 衍生自组装单层 (SAMs)：IDCz-1、IDCz-2 和 IDCz-3，并将其用于制备倒置钙钛矿太阳能电池 (PSCs)。通过调节 IDCz 单位的两个氮原子位置，有效地提高了分子偶极矩，并增强了 π-π 相互作用。研究人员发现，使用 IDCz-3 作为空穴收集层的倒置 钙钛矿太阳能电池 (PSCs)表现出最佳的性能，其 PCE 达到了 25.15%，创下了多足 SAMs 基 PSCs 的新纪录，并且未封装的 IDCz-3 器件可以保存至少 1800 小时，性能几乎没有下降，展现出优异的长期稳定性。本研究使用设备QE-R PV/太阳能电池量子效率测量系统研究背景与核心概念倒置 钙钛矿太阳能电池 (PSCs)由于其结构简单、制备工艺易于控制等优点，成为目前 钙钛矿太阳能电池 (PSCs)  研究领域的热点。在倒置钙钛矿太阳能电池 (PSCs)  中，空穴传输层 (HTL) 与钙钛矿薄膜的界面起着至关重要的作用，它决定了器件的效率和稳定性。自组装单层 (SAMs) 作为一种有效的界面修饰材料，近年来在 钙钛矿太阳能电池 (PSCs)  领域得到广泛应用，它可以有效地钝化界面缺陷，降低电荷复合，并改善载流子传输性能。然而，现有的 SAMs 通常面临着一些挑战，例如无法有效改善埋藏界面缺陷、稳定性不足等问题。为了进一步提升 钙钛矿太阳能电池 (PSCs)  的效率和稳定性，需要开发新型的 SAMs 材料，并深入研究其作用机制。研究方法与主要发现该研究团队设计合成了三種雙膦酸錨定吲哚咔唑 (IDCz) 衍生 SAMs：IDCz-1、IDCz-2 和 IDCz-3。这三种分子通过调节 IDCz 单位的两个氮原子位置，有效地提高了分子偶极矩，并增强了 π-π 相互作用。研究人员发现，通过控制分子偶极矩和能级，可以改变 FTO 电极的功函數 (WF)，从而调节钙钛矿的能带弯曲，促进空穴提取和阻挡电子。其中，使用 IDCz-3 作为空穴收集层的倒置 PSCs 表现出最佳的性能。研究结果与讨论研究人员通过一系列表征手段，包括 UV-Vis、XPS、KPFM、SCLC 等，对 IDCz-3 的性能进行了分析。结果表明：提高钙钛矿薄膜质量： IDCz-3 可以有效地提高钙钛矿薄膜的质量，降低其表面粗糙度，从而减少缺陷。降低缺陷密度： IDCz-3 可以有效地钝化钙钛矿薄膜中的缺陷，包括晶界处和表面处的缺陷，从而降低缺陷密度。促进电荷传输： IDCz-3 可以有效地降低钙钛矿/HTL 界面的能垒，促进空穴提取，提高器件的短路电流密度 (Jsc) 和填充因子 (FF)。抑制非辐射复合： IDCz-3 可以有效地抑制非辐射复合，提高器件的开路电压 (Voc) 和效率。基于 IDCz-3 的倒置 PSCs 的 PCE 达到 25.15%，创下了多足 SAMs 基 PSCs 的新纪录。此外，未封装的 IDCz-3 器件可以保存至少 1800 小时，性能几乎没有下降，展现出优异的长期稳定性。结论与展望该研究开发的具有更大偶极矩的双膦酸锚定自组装分子，有效提升了钙钛矿太阳能电池 (PSCs)  的效率和稳定性，为钙钛矿太阳能电池 (PSCs)  的产业化应用提供了新的方向。未来，可以通过进一步优化 SAMs 的结构和性质，例如：合成具有更强偶极矩的分子。优化 SAMs 的分子排列方式，以提高其钝化效果。将 SAMs 与其他界面工程策略结合，进一步提升 PSCs 的性能。相信随着研究的深入，钙钛矿太阳能电池 (PSCs)  的性能将会进一步提升，并最终实现产业化应用，为全球能源转型贡献力量。。本文參數圖:Fig S19_ J-V曲线图，分别代表基于IDCz-1、IDCz-2和IDCz-3的PSCs 。都显示了正向（Forward）和反向（Reverse）扫描的电流密度（单位为安培每平方厘米）随电压（单位为伏特）变化的曲线。           ·  IDCz-1：正向和反向扫描曲线非常接近，表明器件性能稳定。·  IDCz-2：同样显示出正向和反向扫描曲线重合，稳定性好。·  IDCz-3：曲线与前两者相似，也显示出良好的重合性。·  所有曲线在接近1.2V时电流密度迅速下降，这可能是由于达到了器件的最大功率点。曲线的形状和稳定性对于评估太阳能电池的性能非常重要。 |    原文出处: Advanced Materials推薦設備_ QE-R_流行和值得信赖的 QE / IPCE 系统      具有以下特色優勢：l  高精度: QE-R 系統采用高精度光谱仪和校准光源，确保 EQE 测量的准确性和可靠性。l  宽光谱范围: QE-R 系統的光谱范围覆盖紫外到近红外区域，适用于各種光伏材料和器件的 EQE 测量。l  快速测量: QE-R 系統具有快速扫描和数据采集功能，能够高效地进行 EQE 光谱测量。l  易于操作: QE-R 系統软件界面友好，操作简单方便，即使是初学者也能轻松上手。l  多功能: QE-R 系統不僅可以进行 EQE 测量，还可以进行反射率、透射率等光学特性的测量，具有多功能性。

ISO/IEC 17025 认证对于测试和校准实验室至关重要，因为它确保这些实验室具备技术能力，并能产出可靠的测试和校准结果。这种认证不仅有助于提升实验室的信誉，还能增强客户对其结果的信心。此外，许多国家将这一认证作为评估实验室能力的重要标准，使得获得 ISO 17025 认证的实验室在国际上更具竞争力。历史与发展ISO/IEC 17025 发布于 2005 年，经过多次修订以保持其现代性和适用性。最近一次修订是在 2017 年完成的，确保标准能够反映最新的实验室管理和技术要求。认证范围ISO/IEC 17025 认证适用于各种测试和校准实验室，包括但不限于：·         工地实验室： 提供土木工程领域的检测服务。·         通信传播设备测试： 认证服务计划涵盖了相关设备的测试需求。·         食品测试实验室： 确保农产品符合商品规格或卫生安全许可要求。·         测量仪器校准： 提升设备精度，确保计量追溯性。认证流程ISO/IEC 17025 认证过程包括以下步骤：·         准备与申请： 实验室需要准备相关文件并提交申请。·         评估与审查： 认证机构会对实验室进行详细的技术评估，检查其质量管理体系和技术能力。·         获得认证： 通过评估后，实验室将获得 ISO/IEC 17025 认证，并需要定期接受再评估以保持认证资格。认证要求获得 ISO/IEC 17025 认证许可需要满足以下资格和要求：·         技术能力： 实验室必须具备进行特定测试或校准所需的技術能力，包括适当的設備、仪器和技术人员的专业知识。·         管理系统： 实验室需建立并运行符合 ISO/IEC 17025 要求的质量管理系统。该系统应包括文件化的程序和流程，以确保测试和校准活动的一致性和可靠性。·         人员资格： 负责签署报告的个人必须具有适当的资格、培训和经验，并对测试或校准具备足够的知识。·         文件化程序： 实验室需制定并实施文件化的程序，这些程序应涵盖测试和校准的所有方面，包括样品处理、方法验证、设备校准、数据记录和报告。·         内部审核和管理评审： 实验室应定期进行内部审核和管理评审，以确保质量管理系统的持续适用性和有效性。·         符合性评估： 实验室需通过认证机构的现场评审和能力测试，以证明其符合 ISO/IEC 17025 标准的要求。经 ISO/IEC 17025 认证的实验室举例说明：§中国台湾商品檢測驗證中心產品安全實驗室§台南電磁相容/安規測試實驗室§國家度量衡標準實驗室§口蹄疫(O型)中和抗體試驗實驗室§世界動物衛生組織(WOAH) 認可實驗室§ILAC 認證實驗室§光焱科技光电校正实验室以上各单位显现了 ISO/IEC 17025 认证的广泛应用和其在各个领域的重要性，涵盖了从商品检测到动物卫生的多种实验室。顶级期刊发表与 ISO 17025 的重要关联？PCE效率创高发在顶刊的三大要件。太阳能电池PCE效率资料的准确性与可信任性，已经是能否发表在顶级能源期刊的关键。我们观察过去五年相关论文发表的资料，发现到重要研究成果能否发表在顶级期刊上，有三个重要趋势：1. 提供第三方的效率认证证书2. 提供Jsc（IV）与Jsc（QE）的比对差异3. 提供效率统计资料分佈图其核心目的是为了确保所要发表资料的可被重複性资讯来源 TAF可運用產品光伏 / 太阳能电池量子效率测量解决方案AM1.5G 标准光谱太阳光模拟器光伏检测请搜寻光焱科技

摘要三维 (3D) 钙钛矿吸光材料的顶部和底部界面处的缺陷会降低钙钛矿太阳能电池 (PSCs) 的性能和工作稳定性，这归因于电荷复合、离子迁移和电场不均匀性。阿卜杜拉国王科技大学 (KAUST) 的 Stefaan De Wolf 教授和蔚山国立科学技术研究院 (UNIST) 的 Sang Il Seok 教授领导的团队在 Nature 期刊发表最新研究成果，展示了长链烷基胺配体可以在顶部和底部 3D 钙钛矿界面处生成近相纯 2D 钙钛矿，并有效解决上述问题。该研究开发的双面 2D/3D 异质结倒置 PSCs 实现了 25.6% 的功率转换效率 (认证效率 25.0%)，并在 85 °C 空气中 1 个太阳照射 1000 小时后仍能保持 95% 的初始效率。值得一提的是，该课题组使用光焱科技获得 ISO 17025 认证的太阳光模拟器和量子效率测试系统，确保了器件效率测试的准确性和可靠性，进一步提升了研究成果的可信度。本研究推荐使用设备QE-R PV/太阳能电池量子效率测量系统研究背景与核心概念近年来，PSCs 凭借其高效率、低成本等优势成为光伏领域的研究热点。然而，PSCs 的长期稳定性仍然是制约其商业化应用的关键瓶颈。3D 钙钛矿吸光材料的顶部和底部界面处的缺陷会导致电荷复合、离子迁移和电场不均匀性，从而降低器件的效率和稳定性。为了解决这些问题，研究人员开发了各种界面工程策略，其中 2D/3D 钙钛矿异质结表现出良好的应用前景。通常，2D/3D 异质结是通过将 2D 配体溶液后处理沉积的 3D 钙钛矿薄膜，通过阳离子交换重建 3D 钙钛矿表面形成的。然而，这种策略仅适用于 3D 钙钛矿薄膜的顶表面，而且通常会导致形成具有多种维度 (n = 1, 2, 3 等) 和随机晶体取向的混合 2D 钙钛矿，这可能会导致界面能量不均匀性，并阻碍电荷传输。相比之下，相纯 2D 钙钛矿钝化可以显著降低电荷陷阱密度和离子迁移，从而显著提高器件的性能和稳定性。研究方法与主要发现为了构建双面 2D/3D 异质结，研究人员采用了两种不同的策略：1. 底部 2D/3D 异质结:在 ITO 底电极上，通过自组装单层 (SAM) 分子 2PACz 锚定空穴收集触点 (p 型)。将 4-羟基苄胺 (HBzA) 配体与 2PACz SAM 溶液混合，并涂覆在 ITO 底电极上。HBzA 的胺头与 2PACz 的膦酸基团 (-PO(OH)2) 发生酸碱反应，形成离子键，从而增强 HBzA 在后续处理过程中的附着力。旋涂 3D 钙钛矿墨水，并在热退火过程中，HBzA 配体被释放，通过与 3D 钙钛矿墨水中的甲脒 (FA+) 或铯 (Cs+) 发生阳离子交换，在底部界面形成 2D 钙钛矿。2. 顶部 3D/2D 异质结:在制备好的 3D 钙钛矿薄膜上，通过真空蒸镀沉积一层厚度可控的 PbI2 层。将 HBzA 盐溶液或 HBzA 盐 + 甲脒碘化物溶液滴在钙钛矿/PbI2 薄膜上。热退火形成具有可控维度和相纯度的 2D 钙钛矿层。研究人员利用一系列表征技术，包括 X 射线光电子能谱 (XPS)、扫描透射电子显微镜 (STEM)、光致发光 (PL) 光谱和掠入射广角 X 射线散射 (GIWAXS) 等，对双面 2D/3D 异质结的形成过程和结构进行了深入分析。研究结果与讨论研究结果表明，HBzA 配体可以有效地锚定在 ITO/2PACz 表面，并在 3D 钙钛矿沉积后释放，形成底部 2D/3D 异质结。顶部 3D/2D 异质结的形成则依赖于 PbI2 层的厚度控制和 HBzA 盐溶液的滴涂。通过优化 2D 配体浓度和 PbI2 层厚度，研究人员成功制备了近相纯的 2D 钙钛矿钝化层。器件性能：l双面 2D/3D 异质结 PSCs 实现了 25.63% 的最高功率转换效率 (PCE)。l为了确保 PCE 测量的准确性，该研究采用了光焱科技获得 ISO 17025 认证的太阳光模拟器进行测试，并获得了 25.00% 的认证效率。l与没有 2D/3D 异质结的控制组器件以及仅有顶部或底部 2D/3D 异质结的器件相比，双面 2D/3D 异质结 PSCs 的 PCE 显著提高。器件稳定性：l封装的双面 2D/3D 异质结器件在 85 °C 空气中 1 个太阳照射 1000 小时后仍能保持 95% 的初始 PCE。l相比之下，控制组器件和仅有单面钝化的器件在相同条件下的稳定性较差。性能提升原因:lPL 量子产率和 TRPL 测试结果表明，双面 2D/3D 异质结有效抑制了界面处的电荷复合，并延长了载流子寿命。l空间电荷限制电流 (SCLC) 和热导纳谱 (TAS) 分析表明，双面 2D/3D 异质结显著降低了钙钛矿薄膜中的缺陷态密度。l电容-电压测量和截面开尔文探针力显微镜 (KPFM) 分析表明，双面 2D/3D 异质结有效减少了界面处的电荷积累和电场不均匀性。l碘释放和离子迁移测试结果表明，双面 2D/3D 异质结有效抑制了碘的生成和迁移，提高了钙钛矿晶体的稳定性。结论与展望该研究提出的双面 2D/3D 异质结策略为制备高效稳定的倒置 PSCs 提供了一种新思路。通过在 3D 钙钛矿吸光材料的顶部和底部界面处形成近相纯 2D 钙钛矿钝化层，有效解决了界面缺陷导致的电荷复合、离子迁移和电场不均匀性问题，从而显著提高了器件的效率和稳定性。通过采用光焱科技获得 ISO 17025 认证的设备进行测试，进一步保证了研究结果的准确性和可靠性。未来，可以通过进一步优化 2D 配体和界面工程，以及结合其他材料和器件结构设计，进一步提升 PSCs 的性能，推动其在光伏领域的应用。本文參數圖:   Fig S8_子图a：展示了没有白光偏置的双面2D/3D异质结基础设备的EQE曲线，以及估算带隙为1.53 eV的Cs0.02MA0.75FA0.95PbI3钙钛矿材料的EQE曲线的一阶导数。子图b：展示了估算带隙为1.54 eV的Cs0.05FA0.95PbI3钙钛矿材料的EQE曲线及其一阶导数。两个子图中的EQE曲线都显示了在特定波长范围内的高效率平台，这表明材料对光的吸收和转换效率很高。文本描述指出，从J-V分析得到的Jsc值与从EQE分析积分得到的Jsc值一致，误差小于1%。这说明了实验数据的一致性和可靠性。原文出处: Nature volume 628, pages93–98 (2024)推薦設備_ QE-R_世界上流行和值得信赖的 QE / IPCE 系统     具有以下特色優勢：l高精度: QE-R 系統采用高精度光谱仪和校准光源，确保 EQE 测量的准确性和可靠性。l宽光谱范围: QE-R 系統的光谱范围覆盖紫外到近红外区域，适用于各種光伏材料和器件的 EQE 测量。l快速测量: QE-R 系統具有快速扫描和数据采集功能，能够高效地进行 EQE 光谱测量。l易于操作: QE-R 系統软件界面友好，操作简单方便，即使是初学者也能轻松上手。多功能: QE-R 系統不僅可以进行 EQE 测量，还可以进行反射率、透射率等光学特性的测量，具有多功能性。

-本研究相關參數圖表，整理至文末處-摘要锡基钙钛矿太阳能电池 (PSCs) 作为一种具有巨大潜力的无铅光伏技术，其发展受到 p 型自掺杂、高缺陷密度和非辐射複合等因素的限制。近期，中国科学技术大学微电子学院胡芹特任研究员团队在《纳米快报》上发表了一项重要研究成果，他们通过梯度锗掺杂构建了锡基钙钛矿同质结结构，有效抑制了自掺杂效应，并大幅提升了器件的效率和稳定性，为锡基 PSCs 的发展开闢了新的道路。 光焱科技设备的应用该研究使用了光焱科技 (Enlitech) 的 QE-R_PV/太阳能电池量子效率测量系统进行器件的 EQE 光谱测量，并获得了 IPCE (入射光子-电子转换效率) 数据。 QE-R 系统具有以下特色优势：l  适用于各种太阳能电池测试: QE-R 系统不仅适用于单结太阳能电池测试，还适用于串联太阳能电池测试，包括钙钛矿太阳能电池、有机太阳能电池、硅异质结 (HJT) 电池、TOP-Con 电池、铜铟镓硒 (CIGS) 电池等多种类型的电池。l  宽波长范围: QE-R 系统提供 3001800 nm、300~2500 nm 或客製化的波长范围，满足不同材料和器件的测试需求。l  提供多种数据: QE-R 系统能够提供 QE（量子效率）、PV-EQE（外部量子效率）、IPCE（入射光子-电子转换效率）、SR（光谱响应）、IQE（内部量子效率）、反射率等多种数据，为研究提供全面的信息。l  高重複性: QE-R 系统结构紧凑，重复性高，超过 99.5%，确保了测量的准确性和可靠性。l  符合多种标准: QE-R 系统符合 ATSM E 1021-15, ASTM E948, IEC 60904-8, IEC 60904-7, IEC 60904-1 等多种标准，确保了测量的规范性和可比性。研究背景与核心概念p 型自掺杂是阻碍锡基钙钛矿发展高性能太阳能电池的主要因素之一，它会增加背景电流密度，并加剧载流子復合过程。该研究提出了一种基于梯度锗掺杂的同质结结构，该结构在钙钛矿薄膜内部产生内建电场，有效地耗尽了电荷载流子，从而降低了暗电流密度和陷阱密度。研究方法与主要发现研究团队利用多种先进技术和设备对钙钛矿薄膜和器件进行了深入分析，包括：密度泛函理论 (DFT) 计算: 研究人员利用 DFT 计算揭示了同质结的形成机制，并分析了锗掺杂对钙钛矿薄膜能级结构的影响。X 射线光电子能谱 (XPS): XPS 用于分析钙钛矿薄膜中锗元素的分布和化学状态，验证了梯度掺杂的形成。开尔文探针力显微镜 (KPFM): KPFM 用于测量钙钛矿薄膜的表面电势，证实了同质结结构的形成。紫外光电子能谱 (UPS): UPS 用于分析钙钛矿薄膜的能级结构，研究了锗掺杂对能级的影响。X 射线衍射 (XRD): XRD 用于分析钙钛矿薄膜的结晶度和晶体结构，研究了锗掺杂对晶格的影响。光致发光 (PL) 光谱 和 瞬态光致发光 (TRPL): PL 光谱和 TRPL 用于研究钙钛矿薄膜的激发态动力学和非辐射复合过程。电流-电压 (J-V) 特性测试: 研究人员利用 J-V 特性测试评估了 PSCs 的光电转换效率和其他关键参数。研究发现，梯度锗掺杂构建的同质结结构有效地降低了锡基钙钛矿薄膜的暗电流密度两个数量级，并将陷阱密度降低了一个数量级。基于该结构的锡基 PSCs，其功率转换效率 (PCE) 达到了 13.3%，并展现出优异的稳定性，在连续光照 250 分钟后仍能保持 95% 的初始效率，在储存 3800 小时后仍能保持 85% 的初始效率。研究结果与讨论研究结果表明，氟化可以降低 Spiro-OMeTAD 的 HOMO 和 LUMO 能级，并拓宽其光学带隙，有利于提高器件的开路电压 (Voc) 和短路电流密度 (Jsc)。此外，氟化还能增强 HTM 的疏水性，提高器件的耐湿性。基于 Spiro-mF 的 PSCs 实现了 24.82% 的高效率 (认证效率 24.64%)，电压损失仅为 0.3 V，是目前报道的 PSCs 中低的电压损失。这表明 Spiro-mF 能够有效地提取空穴并抑制非辐射复合。此外，Spiro-mF 基器件还展现出优异的稳定性。在 50% 相对湿度环境下，未封装的 Spiro-mF 基器件在 500 小时后仍能保持 87% 的初始效率，而 Spiro-OMeTAD 基器件的效率则下降到 60%。分子动力学模拟结果表明，Spiro-mF 比 Spiro-oF 和 Spiro-OMeTAD 更容易吸附在钙钛矿表面，并且其芴单元更容易与钙钛矿表面接触。Spiro-mF 在钙钛矿表面形成层状堆积结构，空穴传输积分更高，更有利于空穴传输。结论与展望该研究通过梯度锗掺杂成功地构建了高效稳定的锡基钙钛矿同质结太阳能电池，为锡基 PSCs 的发展提供了新的策略。 这项研究不仅揭示了同质结形成的微观机制，也为设计新型无铅钙钛矿光电器件提供了新的思路。 未来，研究人员可以进一步探索其他掺杂元素和同质结结构，开发出更高效、更稳定、更环保的无铅 PSCs，为可再生能源的发展做出贡献。本文參數圖:Fig S1._图a:n   展示了不同Gel掺杂浓度（1%，5%，10%）对设备性能的影响。n   控制组（Control）与三个掺杂组的电流密度随电压变化。n   随着Gel掺杂浓度的增加，电流密度在一定电压范围内有所提高。图b:n   展示了目标设备在正向扫描（Forward Scan）和反向扫描（Reverse Scan）时的性能。n   两条曲线几乎重合，表明扫描方向对设备性能影响不大。l  IPCE（入射光子转电子效率）光谱图。图中展示了两组样本：控制组和含有5%凝胶的目标组。l  控制组和含5%凝胶的样本在600-800纳米波长范围内，IPCE有显著提高。l  提高的原因是在钙钛矿顶层表面和电荷载流子传输层之间的非辐射复合减少。   这表明添加5%凝胶可能改善了电池的电荷传输效率，从而提高了太阳能电池的性能。原文出处: Nano Lett. 2024, 24, 18, 5513–5520推薦設備_ QE-R_流行和值得信赖的 QE / IPCE 系统          具有以下特色优势：l  高精度: QE-R 系统采用高精度光谱仪和校准光源，确保 EQE 测量的准确性和可靠性。l  宽光谱范围: QE-R 系统的光谱范围复盖紫外到近红外区域，适用于各种光伏材料和器件的 EQE 测量。l  快速测量: QE-R 系统具有快速扫描和数据采集功能，能够高效地进行 EQE 光谱测量。l  易于操作: QE-R 系统软件界面友好，操作简单方便，即使是初学者也能轻松上手。多功能: QE-R 系统不仅可以进行 EQE 测量，还可以进行反射率、透射率等光学特性的测量，具有多功能性。

近年来，钙钛矿太阳能电池在效率上取得了惊人的进步，但开路电压Voc的提升却远远落后于短路电流密度Jsc的提升。这成为了阻碍钙钛矿太阳能电池效率进一步突破的关键瓶颈。本文将回顾近年来关于钙钛矿太阳能电池Voc损耗的研究进展，并探讨其未来发展方向。理想的太阳能电池仅通过辐射复合途径转换能量，但实际上，各种非辐射复合途径会导致额外的电压损失，即Voc损耗。非辐射复合包括界面复合和缺陷复合，这些因素会造成光生载流子在到达电极之前发生能量损失。研究进展回顾理论模型的建立： 2018年，Nam-Gyu Park 和 Hiroshi Sekawa 在 ACS Photonics 上发表文章，指出钙钛矿太阳能电池的Voc仅达到理论极限的77%，并强调了降低Voc损耗的重要性。他们呼吁建立完善的理论模型和测量工具来分析Voc损耗机制。定量分析的突破： 2019年，Nature Photonics 发表了23.2%效率的钙钛矿太阳能电池，其研究团队利用Enlitech ELCT3011 和 REPS 系统定量分析了Voc的非辐射复合损耗，并验证了钝化层对提高Voc和效率的贡献。高效率电池的实现： 2020年，韩国蔚山科技大学 (UNIST) 在 Science 杂志上发表了24.8%效率的钙钛矿太阳能电池，实现了0.3V的低电压损失。该研究同样利用Enlitech ELCT3010 (现为Enlitech REPS) 对Voc损耗特性进行分析。界面材料的优化： 2022年，香港城市大学朱宗龙教授团队在 Science 杂志上发表研究成果，利用二茂铁基双噻吩-2-羧酸酯 (FcTc2) 作为功能化界面层，有效减少了钙钛矿太阳能电池界面的非辐射复合，提升了Voc和效率。研究方向展望未来，钙钛矿太阳能电池的Voc损耗研究主要集中在以下几个方面：精确测量: 开发能够精确测量Voc损耗的工具，例如Enlitech REPS系统，为研究人员提供更准确的数据。深入分析: 通过理论模型和实验数据分析，揭示Voc损耗的具体机制，以便针对性地解决问题。界面工程: 设计和优化界面材料，降低界面处的非辐射复合，提升能量转换效率。材料缺陷控制: 控制材料的缺陷密度，减少缺陷导致的非辐射复合，提高材料的稳定性和耐久性。总结降低Voc损耗是提高钙钛矿太阳能电池效率的关键。通过精确的测量、深入的分析和合理的材料设计，可以有效降低Voc损耗，实现更高效率的钙钛矿太阳能电池，推动钙钛矿太阳能电池技术的发展光伏检测请搜寻光焱科技