중국 연구진, 페로브스카이트 태양전지 생산 혁신 발표
전문가 해설
중국 연구진이 경량·유연한 페로브스카이트 태양전지의 대면적 생산과 고효율·고안정성 확보를 동시에 달성할 수 있는 ‘결정-용매화물 프리시드(CSV)’ 전략을 제시했다는 소식입니다. 중국과학원(中国科学院, CAS) 칭다오(青岛)생물에너지및과정연구소와 태양광전변환·이용 전국중점실험실, 홍콩(香港, Hong Kong)과기대 공동팀은 역구조(인버티드) 페로브스카이트 전지의 바닥(매립) 계면 결함을 근본적으로 줄이는 방법을 개발해 국제 학술지 Nature Synthesis에 발표했습니다. 연구팀은 기판 위에 저차원 할라이드 용매화물 결정층을 ‘프리시드’로 먼저 깔아 성장 가이드를 제공함으로써, 하부에서부터 치밀하고 평탄하며 결정 배향이 우수한 활성층을 형성했습니다. 그 결과 대면적 공정(슬롯다이 코팅)과 결합해 49.91cm² 모듈에서 23.15%의 공인 효율을 달성했고, 소형 셀 대비 면적 확장에 따른 효율 손실을 3% 미만으로 억제해 공정 확장성과 균일성을 입증했습니다.
요약
중국 과학원과 홍콩(香港, Hong Kong)科技대 연구팀이 척탄광伏소자의 생산을 위한 새로운 strateg를 개발했다. 이 strateg는 척탄광伏소자의 성능을 높이고 대면적生产을 가능하게 하는 데 도움이 되며, 이 기술은 23.15%의 효율을 달성할 수 있게 해준다.
总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉
如何让轻薄、柔韧的钙钛矿太阳能电池既保持高效率，又能稳定、均匀地大面积生产？这是困扰学界与产业界的一个难题。近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所、太阳能光电转化与利用全国重点实验室联合香港科技大学的研究团队，在钙钛矿太阳能电池埋底界面工程领域取得新突破。他们首创了“溶剂化物晶体预晶种”策略，为实现高效、可规模化生产的钙钛矿光伏组件带来了新的希望。该成果在国际学术期刊《自然·合成》发表。
钙钛矿太阳能电池被誉为“下一代光伏技术”的有力候选，兼具高效率和溶液加工的潜力。然而，在目前广泛研究的倒置结构电池中，底部界面难以控制的微观缺陷，严重制约了电池性能和长期稳定性，如同“地基不牢”影响整体建筑的稳固。
为解决这一核心难题，研究团队独辟蹊径，开发出一种名为“晶体-溶剂化物预晶种”（CSV）的通用性调控方法。该方法的核心在于，预先在基底上沉积一层特殊设计的低维卤化物溶剂化物晶体作为“晶种”预先铺设于基底上。这一策略就像为钙钛矿薄膜的生长提前搭建了“引导支架”。通过这一协同机制，研究人员成功在钙钛矿薄膜底部构筑了致密、平整、结晶取向更佳的高质量活性层，从根本上消除了常见的埋底界面孔洞和深晶界等缺陷。
为了验证该策略的产业化潜力，团队进一步将其与适合大规模生产的“狭缝涂布”工艺相结合，成功制备出入光面积达49.91cm2的钙钛矿太阳能微型组件，并获得了23.15%的认证效率，其从实验室小电池到较大面积组件的效率损失率极低（小于3%），展现了卓越的工艺放大能力和均匀性控制水平。
这项研究为攻克反式钙钛矿太阳能电池的界面瓶颈提供了一个高效、通用的解决方案，其提出的“晶体-溶剂化物预晶种”概念更是一个强大的材料平台，可通过改变组分衍生出多种功能化“晶种”，为钙钛矿乃至其他新型软物质半导体光电器件的精密制造开辟了全新的技术路径。
该研究有望推动钙钛矿光伏技术在建筑一体化、可穿戴电子、新能源汽车等领域的商业化进程，为清洁能源的未来发展注入新的科技动力。
如何让轻薄、柔韧的钙钛矿太阳能电池既保持高效率，又能稳定、均匀地大面积生产？这是困扰学界与产业界的一个难题。近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所、太阳能光电转化与利用全国重点实验室联合香港科技大学的研究团队，在钙钛矿太阳能电池埋底界面工程领域取得新突破。他们首创了“溶剂化物晶体预晶种”策略，为实现高效、可规模化生产的钙钛矿光伏组件带来了新的希望。该成果在国际学术期刊《自然·合成》发表。
钙钛矿太阳能电池被誉为“下一代光伏技术”的有力候选，兼具高效率和溶液加工的潜力。然而，在目前广泛研究的倒置结构电池中，底部界面难以控制的微观缺陷，严重制约了电池性能和长期稳定性，如同“地基不牢”影响整体建筑的稳固。
为解决这一核心难题，研究团队独辟蹊径，开发出一种名为“晶体-溶剂化物预晶种”（CSV）的通用性调控方法。该方法的核心在于，预先在基底上沉积一层特殊设计的低维卤化物溶剂化物晶体作为“晶种”预先铺设于基底上。这一策略就像为钙钛矿薄膜的生长提前搭建了“引导支架”。通过这一协同机制，研究人员成功在钙钛矿薄膜底部构筑了致密、平整、结晶取向更佳的高质量活性层，从根本上消除了常见的埋底界面孔洞和深晶界等缺陷。
为了验证该策略的产业化潜力，团队进一步将其与适合大规模生产的“狭缝涂布”工艺相结合，成功制备出入光面积达49.91cm2的钙钛矿太阳能微型组件，并获得了23.15%的认证效率，其从实验室小电池到较大面积组件的效率损失率极低（小于3%），展现了卓越的工艺放大能力和均匀性控制水平。
这项研究为攻克反式钙钛矿太阳能电池的界面瓶颈提供了一个高效、通用的解决方案，其提出的“晶体-溶剂化物预晶种”概念更是一个强大的材料平台，可通过改变组分衍生出多种功能化“晶种”，为钙钛矿乃至其他新型软物质半导体光电器件的精密制造开辟了全新的技术路径。
该研究有望推动钙钛矿光伏技术在建筑一体化、可穿戴电子、新能源汽车等领域的商业化进程，为清洁能源的未来发展注入新的科技动力。