光焱科技客戶一期四篇Nature
中國四位學者——蘇州大學李耀文教授、中國科學院孟磊教授與李永舫院士、北京大學朱瑞、龔旗煌、南京工業(yè)大學王建浦教授和南京大學譚海仁教授——于同一期在《Nature》上發(fā)表了連續(xù)各自的鈣鈦礦太陽能電池研究論文共計四篇，均為光焱科技長期合作客戶并均在各篇文獻載明采用光焱科技檢測設(shè)備。

研究重點與突破
本研究集中探討鈣鈦礦太陽能電池（Perovskite Solar Cells, pero-SCs）在實際操作條件下的降解機制，尤其是應(yīng)變調(diào)節(jié)對其穩(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，研究團隊引入苯基硒化物（Ph-Se-Cl）作為應(yīng)變調(diào)節(jié)添加劑，改進后的pero-SCs實現(xiàn)了26.3%的認證功率轉(zhuǎn)換效率（PCE），并在循環(huán)模式下的T80壽命延長了十倍，展現(xiàn)出顯著的潛力。研究由蘇州大學李耀文&張曉宏&林雪平大學高峰等人共同參與。

電氣測量采用Keithley 2450源在標準AM1.5G太陽光模擬器下進行，光強度通過Enlitech校準的標準硅太陽能電池（型號SRC-00178）標定。光譜響應(yīng)測量使用QE-R3011系統(tǒng)，確保光電轉(zhuǎn)換效率（EQE）數(shù)據(jù)的準確性。研究強調(diào)，傳統(tǒng)硅太陽能電池的測試方法可能無法準確評估pero-SCs的操作壽命，建議開發(fā)更符合實際條件的老化測試協(xié)議，為鈣鈦礦太陽能電池的商業(yè)化應(yīng)用提供重要支持。

光譜響應(yīng)測量的部分，實驗使用了QE-R3011太陽能電池光譜響應(yīng)測量系統(tǒng)。每個波長的光強度通過另一標準硅太陽能電池進行精確校準，以確保光電轉(zhuǎn)換效率（EQE）數(shù)據(jù)的準確性。

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

研究重點

本論文探討了異構(gòu)二銨鹽在鈣鈦礦-有機串聯(lián)太陽能電池中的鈍化效果。cis-CyDAI?對碘空位（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后電池結(jié)合，構(gòu)建的鈣鈦礦/有機串聯(lián)太陽能電池（TSC）達到了26.4%的高光電轉(zhuǎn)換效率（PCE），并在700小時的連續(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。中科院化學所李永舫&孟磊&波茨坦大學Felix Lang等人共同研究。

在測量過程中，使用了Enli-tech的太陽能仿真器（型號SS-X180R-3A）作為光源，并使用SRC-2020參考電池進行光強度的校準。

穩(wěn)定性測試是使用商業(yè)測試系統(tǒng)（PAS-GV）進行的，并使用白色LED光源來測試鈣鈦礦/有機TSC的長期穩(wěn)定性。

EQE響應(yīng)的測量是使用Solar Cell Spectral Response Measurement System QE-R3-011進行的，并且每個波長的光強度是使用標準單晶硅光伏電池進行校準的。

光焱科技的SS-X太陽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)一種有效方法來生產(chǎn)高質(zhì)量的微米厚甲胺基鈣鈦礦薄膜，重點在于形成相干晶界。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，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，小面積太陽能電池的效率達到了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)出長期穩(wěn)定性。這些成果表明，通過相干生長的高米勒指數(shù)晶粒，鈣鈦礦太陽能電池的性能得到了顯著提升，為高效且穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池開發(fā)提供了新思路。

南京工業(yè)大學先進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，具備低成本、易制造等顯著優(yōu)勢。

光伏性能表征
外部量子效率（EQE）光譜的測量，這是通過QE-R3011測量系統(tǒng)進行的。這種技術(shù)能夠評估光伏設(shè)備在不同波長下的光電轉(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，研究團隊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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