3月15日，记者从南京大学获悉，经国际第三方权威认证机构测试，该校现代工程与应用科学学院谭海仁课题组研发的大面积全钙钛矿叠层组件，稳态光电转换效率高达24.5%，刷新了全钙钛矿叠层组件的世界纪录，相关结果已被收录到《太阳能电池效率表》。近日，该团队相关论文发表于国际学术期刊《科学》。
谭海仁坦言，相较于传统的晶硅单结太阳能电池，钙钛矿叠层太阳能电池生产成本更低、更节能。轻量化、柔性化的特点使其更容易弯折，使用场景更多。钙钛矿叠层太阳能电池由电极、钙钛矿吸光层、空穴传输层、电子传输层等结构堆叠而成，宽带隙钙钛矿薄膜和窄带隙钙钛矿薄膜是叠层电池中重要的吸光层。
当前，窄带隙钙钛矿薄膜的均匀制备是制约大面积组件性能提升的关键问题。
“窄带隙钙钛矿薄膜的吸光范围更广，能够吸收宽带隙钙钛矿薄膜吸收不了的光，提高光电转化效率。但现有的规模化制备技术开发尚未聚焦于窄带隙钙钛矿薄膜。”该论文的第一作者、南京大学博士生高寒告诉记者，含锡钙钛矿薄膜的结晶速度快，大面积量产制备的时间窗口短，易出现成膜不均匀的问题。此外，刮涂制备窄带隙钙钛矿时，组件自上而下不同步的结晶过程，使其底部界面出现大量缺陷，严重限制了电池的光电性能。
研究团队在制备窄带隙钙钛矿薄膜时，根据钙钛矿结晶生长理论，筛选了20多种添加剂，最终发现具有缓冲剂特性的两性离子甘氨酰胺盐酸盐可以同时实现铅锡钙钛矿的结晶调控和埋底界面钝化。
“甘氨酰胺盐酸盐可以抑制钙钛矿结晶过程中的溶剂挥发，延缓钙钛矿的结晶速率，大幅延长钙钛矿薄膜大面积成膜的制备窗口时间，实现铅锡钙钛矿薄膜的大面积、均匀化制备。”高寒介绍，“使用该方法，薄膜结晶的时间延长至原来的10倍，后续再进行退火处理，结晶后的晶粒长得更大、贯穿性更好，而且可以减少底部界面处的缺陷密度，大幅提升钙钛矿薄膜的载流子寿命，有效提升了窄带隙子电池的光电性能。”
在此基础上，团队将窄带隙钙钛矿薄膜与宽带隙钙钛矿薄膜结合，形成20.25平方厘米的叠层组件。“虽然相较于此前约1平方厘米的钙钛矿小面积电池明显增大，但想推进到商用阶段，理想目标是至少到1.2米×0.6米。”高寒说。
谭海仁表示，团队将继续尝试制备面积更大、效率更高的全钙钛矿叠层光伏组件，加速推进产业化进程。
3月15日，记者从南京大学获悉，经国际第三方权威认证机构测试，该校现代工程与应用科学学院谭海仁课题组研发的大面积全钙钛矿叠层组件，稳态光电转换效率高达24.5%，刷新了全钙钛矿叠层组件的世界纪录，相关结果已被收录到《太阳能电池效率表》。近日，该团队相关论文发表于国际学术期刊《科学》。
谭海仁坦言，相较于传统的晶硅单结太阳能电池，钙钛矿叠层太阳能电池生产成本更低、更节能。轻量化、柔性化的特点使其更容易弯折，使用场景更多。钙钛矿叠层太阳能电池由电极、钙钛矿吸光层、空穴传输层、电子传输层等结构堆叠而成，宽带隙钙钛矿薄膜和窄带隙钙钛矿薄膜是叠层电池中重要的吸光层。
当前，窄带隙钙钛矿薄膜的均匀制备是制约大面积组件性能提升的关键问题。
“窄带隙钙钛矿薄膜的吸光范围更广，能够吸收宽带隙钙钛矿薄膜吸收不了的光，提高光电转化效率。但现有的规模化制备技术开发尚未聚焦于窄带隙钙钛矿薄膜。”该论文的第一作者、南京大学博士生高寒告诉记者，含锡钙钛矿薄膜的结晶速度快，大面积量产制备的时间窗口短，易出现成膜不均匀的问题。此外，刮涂制备窄带隙钙钛矿时，组件自上而下不同步的结晶过程，使其底部界面出现大量缺陷，严重限制了电池的光电性能。
研究团队在制备窄带隙钙钛矿薄膜时，根据钙钛矿结晶生长理论，筛选了20多种添加剂，最终发现具有缓冲剂特性的两性离子甘氨酰胺盐酸盐可以同时实现铅锡钙钛矿的结晶调控和埋底界面钝化。
“甘氨酰胺盐酸盐可以抑制钙钛矿结晶过程中的溶剂挥发，延缓钙钛矿的结晶速率，大幅延长钙钛矿薄膜大面积成膜的制备窗口时间，实现铅锡钙钛矿薄膜的大面积、均匀化制备。”高寒介绍，“使用该方法，薄膜结晶的时间延长至原来的10倍，后续再进行退火处理，结晶后的晶粒长得更大、贯穿性更好，而且可以减少底部界面处的缺陷密度，大幅提升钙钛矿薄膜的载流子寿命，有效提升了窄带隙子电池的光电性能。”
在此基础上，团队将窄带隙钙钛矿薄膜与宽带隙钙钛矿薄膜结合，形成20.25平方厘米的叠层组件。“虽然相较于此前约1平方厘米的钙钛矿小面积电池明显增大，但想推进到商用阶段，理想目标是至少到1.2米×0.6米。”高寒说。
谭海仁表示，团队将继续尝试制备面积更大、效率更高的全钙钛矿叠层光伏组件，加速推进产业化进程。
3月21日是世界睡眠日，今年中国主题为“健康睡眠 人人共享”。人的一生约有三分之一的时间是在睡眠中度过，睡眠、运动、营养被视为保障机体正常发育和健康的三大要素。关于睡眠有哪些常见认知误 记者3月21日获悉，全球植物科学期刊《分子植物》刊载了中国科学家的最新研究，中国农业科学院作物科学研究所、国家南繁研究院与阿里达摩院（湖畔实验室）联合研发出全流程智慧育种平台，实现了育种数 3月20日，在2024全球游戏开发者大会（GDC）上，腾讯发布了自研游戏AI引擎——GiiNEX。基于生成式AI和决策AI技术，GiiNEX将为游戏全生命周期提供丰富的AI解决方案。据悉，借助大模型等生成式AI 瑞士洛桑联邦理工学院工程学院研究团队制造了一种用于内存的新型纳米流体设备，这使他们第一次能连接两个“人工突触”。该设备为受大脑启发的液体硬件设计铺平了道路。这项研究发表在最新一期 习近平总书记在中共中央政治局第三次集体学习时强调，要加强科研学风作风建设，引导科技人员摒弃浮夸、祛除浮躁，坐住坐稳“冷板凳”。甘坐“冷板凳”是一种平心静气从事科学研究、追寻科学真理的 近日，民航华东地区管理局向峰飞科技公司颁发V2000CG无人驾驶航空器系统型号合格证，这也是中国民航系统颁发的首个无人驾驶吨级电动垂直起降航空器型号合格证。航空器型号合格证取证是保障航空 。
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