¡24,5%! El récord mundial de eficiencia de todos los componentes laminados de perovskita se volvió a batir en China

 Después de las pruebas realizadas por un organismo de certificación internacional autorizado, su eficiencia de conversión fotoeléctrica en estado estacionario alcanza el 24,5%, actualizando el récord mundial de eficiencia de los componentes de pila totalmente de perovskita. Sienta las bases técnicas para la producción en masa y la aplicación comercial de todas las celdas laminadas de perovskita. Los resultados de la investigación relevante se presentaron el 23 de febrero de 2024 bajo el título"Cristalización homogénea y pasivación de interfaz enterrada para módulos solares en tándem de perovskita". Publicado en la revista Science.

Para lograr el principal objetivo estratégico de"doble carbono"y acelerar la construcción de un nuevo sistema de energía limpia con bajas emisiones de carbono, la Junta Nacional de Energía y el Ministerio de Ciencia y Tecnología emitieron conjuntamente el"XIV Plan Quinquenal de Innovación Científica y Tecnológica en el Ámbito Energético"Señaló claramente que es necesario llevar a cabo investigaciones enérgicas sobre la preparación e industrialización de perovskita/perovskita de batería laminada de alta eficiencia (denominada"toda perovskita"). El grupo de investigación del profesor Tan Hairen se ha comprometido con la investigación de una nueva tecnología de baterías laminadas totalmente de perovskita. En los últimos años, el equipo ha logrado una batería laminada totalmente de perovskita de área pequeña con una eficiencia récord certificada del 28,0 % a través de la estrategia de pasivación de la interfaz de la superficie del grano (Nature 620, 994, 2023). Se logró además un componente laminado de gran área con una eficiencia certificada del 21,7 % mediante tecnología de preparación producible en masa (Science 376, 762, 2022). Sin embargo, la eficiencia de conversión fotoeléctrica de los módulos laminados totalmente de perovskita de área grande tiene una gran brecha con la de las células laminadas de área pequeña, lo que restringe el proceso de industrialización de las células laminadas de perovskita. La preparación uniforme de películas de perovskita de banda prohibida estrecha es un problema clave para limitar la mejora del rendimiento de componentes de gran área. El desarrollo de la tecnología de preparación a gran escala existente se centra en películas de perovskita de banda prohibida convencionales, pero las películas de perovskita de estaño tienen una velocidad de cristalización rápida, un período de tiempo corto para la producción y preparación a gran escala y son propensas al problema de la formación de películas desiguales. Además, cuando la perovskita de banda prohibida estrecha se prepara mediante raspado, el proceso asistido por soplado de aire provoca una cristalización lenta hacia arriba y hacia abajo. Este proceso de cristalización asincrónica provoca una gran cantidad de defectos en la interfaz inferior de la perovskita de plomo-estaño, lo que limita seriamente el rendimiento fotoeléctrico de la batería.

Para resolver los problemas clave anteriores, el equipo de investigación del profesor Tan Hairen logró la regulación de la cristalización y la pasivación de la interfaz enterrada de perovskita de plomo-estaño añadiendo un tampón zwitteriónico multifuncional: clorhidrato de glicoamina a la solución precursora. El clorhidrato de glicina puede formar enlaces de hidrógeno con cationes orgánicos y disolventes de perovskita y formar complejos con haluros metálicos en

precursores de perovskita, inhiben la volatilización del disolvente durante la cristalización de la perovskita, retrasan la velocidad de cristalización de la perovskita y extienden significativamente el tiempo de preparación de la formación de películas a gran escala de películas de perovskita. Se realizó la preparación homogénea de gran superficie de películas de perovskita de plomo y estaño..