24,5 %! In China wurde erneut der Effizienz-Weltrekord aller Perowskit-Laminatbauteile aufgestellt

 Nach Tests durch eine internationale unabhängige Zertifizierungsstelle beträgt der Wirkungsgrad der photoelektrischen Umwandlung im stationären Zustand bis zu 24,5 % und stellt damit den Weltrekord bei der Effizienz von reinen Perowskit-Stapelkomponenten auf. Es legt die technische Grundlage für die Massenproduktion und kommerzielle Anwendung aller Perowskit-laminierten Zellen. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden am 23. Februar 2024 unter dem Titel vorgestellt"Homogene Kristallisation und Passivierung der vergrabenen Grenzfläche für Perowskit-Tandem-Solarmodule". Veröffentlicht in der Zeitschrift Science.

Um das große strategische Ziel zu erreichen"Doppelkohlenstoff"und den Aufbau eines neuen kohlenstoffarmen, sauberen Energiesystems zu beschleunigen, haben das National Energy Board und das Ministerium für Wissenschaft und Technologie gemeinsam herausgegeben"14. Fünfjahresplan für wissenschaftliche und technologische Innovation im Energiebereich"hat deutlich darauf hingewiesen, dass es notwendig ist, intensiv an der Herstellung und Industrialisierung von hocheffizientem laminiertem Batterieperowskit/Perowskit (bezeichnet als) zu forschen"Alles Perowskit"). Die Forschungsgruppe von Professor Tan Hairen hat sich der Erforschung einer neuen, vollständig aus Perowskit bestehenden laminierten Batterietechnologie verschrieben. In den letzten Jahren hat das Team durch die Passivierungsstrategie der Kornoberflächenschnittstelle eine kleinflächige laminierte Batterie aus Perowskit mit einem zertifizierten Rekordwirkungsgrad von 28,0 % erreicht (Nature 620, 994, 2023). Ein großflächig laminiertes Bauteil mit einem zertifizierten Wirkungsgrad von 21,7 % wurde außerdem durch massenproduzierbare Vorbereitungstechnologie erreicht (Science 376, 762, 2022). Allerdings weist die photoelektrische Umwandlungseffizienz von großflächigen laminierten Perowskit-Modulen eine große Lücke im Vergleich zu kleinflächigen laminierten Zellen auf, was den Industrialisierungsprozess von laminierten Perowskit-Zellen einschränkt. Die gleichmäßige Herstellung von Perowskitfilmen mit schmaler Bandlücke ist ein Schlüsselproblem, das die Leistungsverbesserung großflächiger Komponenten begrenzt. Die derzeitige Entwicklung der Herstellungstechnologie im großen Maßstab konzentriert sich auf herkömmliche Perowskitfilme mit Bandlücke, aber Zinnperowskitfilme haben eine hohe Kristallisationsgeschwindigkeit, ein kurzes Zeitfenster für die Produktion und Herstellung im großen Maßstab und sind anfällig für das Problem einer ungleichmäßigen Filmbildung. Wenn der Perowskit mit schmaler Bandlücke durch Schaben hergestellt wird, führt der luftblasunterstützte Prozess außerdem zu einer langsamen Auf-Ab-Kristallisation. Dieser asynchrone Kristallisationsprozess verursacht eine große Anzahl von Defekten an der unteren Grenzfläche des Blei-Zinn-Perowskits, was die photoelektrische Leistung der Batterie erheblich einschränkt.

Um die oben genannten Hauptprobleme zu lösen, erreichte das Forschungsteam von Professor Tan Hairen die Kristallisationsregulierung und Passivierung der verdeckten Grenzfläche von Blei-Zinn-Perowskit durch Zugabe eines multifunktionalen zwitterionischen Puffers – Glykoaminhydrochlorid – zur Vorläuferlösung. Glycinhydrochlorid kann Wasserstoffbrückenbindungen mit organischen Kationen und Lösungsmitteln von Perowskit bilden und Komplexe mit Metallhalogeniden bilden

Perowskit-Vorläufer hemmen die Lösungsmittelverflüchtigung während der Kristallisation von Perowskit, verzögern die Kristallisationsrate von Perowskit und verlängern die Vorbereitungszeit für die großflächige Filmbildung von Perowskit-Filmen erheblich. Die großflächige, homogene Herstellung von Blei-Zinn-Perowskitfilmen wurde realisiert.