SOLAR CELL的案例
南京大學(xué)今年首篇《Nature》！全鈣鈦礦疊層太陽能電池重要進(jìn)展
南京大學(xué)譚海仁課題組長期從事新型太陽能電池的研究，致力于將國家能源重大需求與基礎(chǔ)應(yīng)用研究相結(jié)合，近年來圍繞“全鈣鈦礦疊層太陽能電池”這一國際前沿科學(xué)領(lǐng)域開展系統(tǒng)深入的研究，研制的鈣鈦礦疊層電池世界紀(jì)錄效率連續(xù)四次被業(yè)界權(quán)威的《Solar cell efficiency tables》收錄。
近期，研究團隊在全鈣鈦礦疊層電池領(lǐng)域取得新進(jìn)展，經(jīng)日本電氣安全和環(huán)境技術(shù)實驗室（JET）國際權(quán)威認(rèn)證，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)26.4%，首次超越了單結(jié)鈣鈦礦電池，與目前晶硅電池最高效率相當(dāng)，該結(jié)果被收錄到最新一期《Solar cell efficiency tables》。2022年1月17日，相關(guān)研究成果以《All-perovskite tandem solar cells with improved grain surface passivation》為題，文章以快速預(yù)覽形式在線發(fā)表于《Nature》主刊。審稿專家評價這項工作在 “利用鈣鈦礦材料制備高效率低成本太陽能電池中邁出了重要的一步”（this work represents a significant step towards highly efficient and cost-effective solar cells fully using perovskites）。南京大學(xué)為第一作者單位和第一通訊單位，南京大學(xué)博士生林仁興、王玉瑞和秦政源以及多倫多大學(xué)徐健博士、魏明楊博士為論文的共同第一作者；南京大學(xué)現(xiàn)代工學(xué)院譚海仁教授和多倫多大學(xué)Edward Sargent教授為論文共同通訊作者。
展開 基于體全息光學(xué)元件可聚焦光伏光譜分裂系統(tǒng)的光柵-透鏡
Ferrazza, “19.8% efficient ‘honeycomb’ textured multicrystalline and 24.4% monocrystalline silicon solar cells,” Applied Physics Letters 73(14), 1991 (1998) [doi:10.1063/1.122345].
[14] G. J. Bauhuis, J. J. Schermer, P. Mulder, M. M. A. J. Voncken, and P. K. Larsen, “Thin film GaAs solar cells with increased quantum efficiency due to light reflection,” Solar Energy Materials and Solar Cells 83(1), 81–90 (2004) [doi:10.1016/j.solmat.2003.11.030].
[15] K. Winick, “Designing efficient aberration-free holographic lenses in the presence of a construction-reconstruction wavelength shift,” Journal of the Optical Society of America 72(1), 143 (1982) [doi:10.1364/JOSA.72.000143].
展開 CIGS太陽能電池中的吸收
., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566. CIGS層厚度變化量：100/150/200nm
吸收材料的厚度是影響電池整體效率的最重要因素之一。
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分層介質(zhì)組件
展開 CIGS太陽能電池中的吸收
Goffard et al., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566
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CIGS層厚度變化量：100/150/200nm
吸收材料的厚度是影響電池整體效率的最重要因素之一。
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CIGS太陽能電池中的吸收
Goffard et al., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured
Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566.
CIGS層厚度變化量：100/150/200nm
吸收材料的厚度是影響電池整體效率的最重要因素之一。
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., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured
Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566.
CIGS層厚度變化量：100/150/200nm
吸收材料的厚度是影響電池整體效率的最重要因素之一。
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展開 《自然·通訊》北京大學(xué)在高效鈣鈦礦太陽能電池研究方面取得系列進(jìn)展
相關(guān)研究成果以“Perovskite seeding growth of formamidinium-lead-iodide-based perovskites for efficient and stable solar cells”為題發(fā)表于Nature Communications【Nature Communications 9, 1607 (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-04029-7】。北京大學(xué)博士生趙怡程、加拿大多倫多大學(xué)博士后譚海仁和比利時魯汶大學(xué)博士后袁海峰為該研究論文的共同第一作者。多倫多大學(xué)的Edward H. Sargent教授和趙清為共同通訊作者。
A 籽晶法制備鈣鈦礦薄膜過程示意圖；b光致發(fā)光顯微原位探測籽晶法中鈣鈦礦實時生長過程
趙清課題組還設(shè)計了氯化銫增強碘化鉛前驅(qū)液兩步法，在進(jìn)一步提高鈣鈦礦薄膜中堿金屬離子含量的同時，減緩鈣鈦礦的成核、生長過程，獲得了具有更大晶粒、更低缺陷態(tài)密度的鈣鈦礦多晶薄膜。基于此制備得到的平面正式鈣鈦礦薄膜太陽能電池器件具有更高的能量轉(zhuǎn)化效率（22.1%），器件的長時間工作穩(wěn)定性也得到了提高，在AM1.5G太陽光下工作70小時后，依然能夠保持90%的初始效率。該研究在兩步法制備鈣鈦礦薄膜與太陽能電池器件方面，為堿金屬離子的均勻高效摻入、器件性能的提高等問題提供了新的思路。相關(guān)研究成果以“Efficient Perovskite Solar Cells Fabricated Through CsCl-Enhanced PbI2 Precursor via Sequential Deposition”為題，發(fā)表于國際著名期刊Advanced Materials【Advanced Materials 1803095 (2018).
展開 一石三鳥—光、濕、熱全穩(wěn)定的環(huán)境友好型銅基鈣鈦礦光伏新材料
【成果簡介】
近期，湘潭大學(xué)材料學(xué)院王金斌教授及鐘向麗教授等（共同通訊作者）在美國化學(xué)會旗下的國際知名期刊ACS Applied Energy Materials上發(fā)表題為“(C6H5CH2NH3)2CuBr4: A Lead-Free, Highly Stable Two-Dimensional Perovskite for Solar cell Applications”的研究論文。這項工作首次對環(huán)境友好型銅基鈣鈦礦材料(C6H5CH2NH3)2CuBr4的光電性質(zhì)、穩(wěn)定性及光伏性能進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)(C6H5CH2NH3)2CuBr4不僅具有較高的吸光系數(shù), 還具有優(yōu)異的全方位穩(wěn)定性，是目前報道的唯一能夠同時抵抗紫外光、濕、熱的不利影響的銅基鈣鈦礦材料。最后，文章證明了這種材料具有一定的光伏效應(yīng)。
【圖文導(dǎo)讀】
圖一：(C6H5CH2NH3)2CuBr4具有層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，從SEM可以清楚地看到其層狀特征。
圖二：(C6H5CH2NH3)2CuBr4具有禁帶寬度1.81 eV、吸光系數(shù)高，并研究了其能帶結(jié)構(gòu)。
圖三：(C6H5CH2NH3)2CuBr4具有良好的濕度、熱穩(wěn)定性。
圖四：器件結(jié)構(gòu)及光伏效率。
【小結(jié)】
本文一種無鉛、高穩(wěn)定的有機無機雜化鈣鈦礦新材料，并首次證明了其光伏效應(yīng)，同時具有高的光吸收系數(shù)，為解決鈣鈦礦光吸收材料的穩(wěn)定性和含鉛難題提供了一種新的選擇。
展開 香港科技大學(xué)顏河教授課題組：氟化端基助力高效全聚合物有機太陽能電池“四部曲”
Achieving over 17% efficiency of ternary all-polymer solar cells with two well-compatible polymer acceptors, Joule, 2021, In press (DOI: 10.1016/j.joule.2021.04.007)
https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.04.007
相關(guān)進(jìn)展
香港科技大學(xué)顏河教授：利用三元共聚實現(xiàn)對聚合物PM6 的HOMO能級的微調(diào)
南昌大學(xué)和江西師范大學(xué)陳義旺教授課題組《Adv. Funct. Mater.》：在非對稱受體方面取得新進(jìn)展
華僑大學(xué)黃劍華博士課題組《Adv. Mater.》：在新型聚合物受體材料設(shè)計合成領(lǐng)域取得重要進(jìn)展
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展開 理化所江雷院士、王京霞研究員和北航霍利軍教授 Adv. Mater.：在彎液面誘導(dǎo)成膜法制備全聚合物有機太陽能電池方面取得新進(jìn)展
相關(guān)研究結(jié)果以 “The Meniscus-assisted-coating with Optimized Active Layer Morphology towards Highly Efficient All-polymer Solar Cells”發(fā)表在《Advanced Materials》上。該文章通訊作者為中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所王京霞研究員和北京航空航天大學(xué)霍利軍教授。第一作者為中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所博士研究生岳鈺琛。中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所江雷院士為本研究提供了專業(yè)的指導(dǎo)和幫助。特別感謝北京大學(xué)占肖衛(wèi)教授的在課題開展過程中給與的指導(dǎo)和幫助。
感謝國家自然基金項目（51873221，52073292，51673207，51373183），國家重大研究計劃項目（2017YFA0204504）與中國科學(xué)院荷蘭研究項目（1A111KYSB20190072），北京市科技計劃項目的支持。
原文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adma.202108508
展開 中科院化學(xué)所宋延林研究員團隊《Nano Energy》：基于氣泡模板自組裝的透明電極，實現(xiàn)高效柔性鈣鈦礦太陽能電池的制備
文章近期以Embossed transparent electrodes assembled by bubble templates for efficient flexible perovskite solar cells為題發(fā)表在Nano Energy。文章第一作者是中國科學(xué)院化學(xué)研究所博士生楊永瑞和閔凡一，通訊作者是中國科學(xué)院化學(xué)研究所宋延林研究員和喬雅麗研究員。
文章鏈接：
Embossed transparent electrodes assembled by bubble templates for efficient flexible perovskite solar cells
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106384
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Adv. Funct. Mater. : 納米顆粒功能化氧化石墨烯顯著提升反式平面鈣鈦礦電池效率
文獻(xiàn)鏈接：Functionalization of Graphene Oxide Films with Au and MoOx Nanoparticles as Efficient p-Contact Electrodes for Inverted Planar Perovskite Solar Cells（Adv. Funct. Mater. 2018, DOI: 10.1002/adfm.201803200）
中科院Adv. Mater: >10％效率﹑全溶液加工和無金屬氧化物的柔性有機太陽能電池
文獻(xiàn)鏈接：“All‐Solution‐Processed Metal‐Oxide‐Free Flexible Organic Solar Cells with Over 10% Efficiency”(Adv.mater.2018 DOI: 10.1002/adma.201800075)
晶面依賴的PbI2前驅(qū)體膠體特性調(diào)控及高效MAPbI3鈣鈦礦太陽能電池
文獻(xiàn)鏈接：Facet-Dependent Control of PbI2 Colloids for over 20% Efficient Perovskite Solar Cells (ACS Energy Lett., 2019, 4, 358–367. DOI: 10.1021/acsenergylett.8b02262)
Nature Energy：通過協(xié)同富勒烯和非富勒烯受體實現(xiàn)具有分級形貌的高效有機三元太陽能電池
文獻(xiàn)鏈接：High-efficiency small-molecule ternary solar cells with a hierarchical morphology enabled by synergizing fullerene and non-fullerene acceptors,( Nature Energy, 2018, DOI: 10.1038/s41560-018-0234-9)
