中国钙钛矿光伏电池产业崛起,无机HTL技术推动量产进展

时间: 2024-09-30
作者: 百灵威
分享:
中国钙钛矿光伏电池产业崛起,无机HTL技术推动量产进展-百灵威
    据《日本经济新闻》网站9月20日报道,源自日本的轻型、可弯曲钙钛矿光伏电池的投资热潮已在中国掀起。作为下一代光伏电池的首选,至少有6家中国新兴企业计划或者正在建设工厂。中国各厂商将迅速构建量产体制,力争在新市场获得主导权。
    目前,国内钙钛矿电池行业仍处于产业化发展初期,钙钛矿电池的生产设备和工艺仍在不断发展中,设备和工艺的成熟度不足是制约其量产的关键因素之一。就空穴传输层(HTL)的制备工艺而言,目前大多数企业是通过溅射法将一些有机小分子材料、聚合物材料、无机有机杂化材料溅射至基底上沉积薄膜,但在此过程中使用的真空设备昂贵,企业的投入成本较高。
     与有机HTL相比,无机HTL具有制造方便、价格低廉、稳定性高、不需要添加任何吸湿掺杂剂等独特的优点。P型半导体NiOx带隙大、价带能级深、稳定性好,在无机HTL领域备受关注。据报道[1],无机HTL NiOx替代传统有机HTL的n-i-p 型PSCs己经取得了高效率高稳定性能的突破,成为最成功的无机HTL之一。
    作为一种常见的过渡金属氧化物,NiOx原料成本相对较低,有利于降低整体电池制造成本。此外,氧化镍可以通过多种工艺制备成均匀的薄膜,如旋涂、喷雾热解、化学气相沉积(CVD)等。其中的旋涂工艺涉及到的设备简单,操作步骤易于掌握,适合实验室及小规模生产,同时具有良好的重复性,可以制备出高度均匀的薄膜,有利于实现标准化生产,这对于提高太阳能电池的性能至关重要。
    百灵威推出NiOx纳米粒子正己醇胶体分散液,批次稳定,可实现大包装供应。应用此产品的钙钛矿太阳能电池开路电压(1.21 V)、短路电流(23.87 mA cm-2)、填充因子(0.837)、转换效率(24.09%)等性能指标均高于市面上的普通NiO材料制备的钙钛矿太阳能电池及应用有机材料作为空穴传输层填充材料的钙钛矿太阳能电池。材料稳定性好,可用于旋涂,在降低生产成本的同时提高器件性能,助力我国钙钛矿太阳能产业发展。
    产品信息如下:
品名 CAS 货号
Nickel oxide, 99%, particle size: 4-8nm, 2.5wt.% in n-hexanol colloidal dispersion
氧化镍
/ 113317
产品表征
图1 氧化镍纳米粒子的XRD图谱
图1 氧化镍纳米粒子的XRD图谱
图2 氧化镍纳米粒子的TEM图
图2 氧化镍纳米粒子的TEM图
应用举例
 图3 基于氧化镍空穴传输层对的器件的J-V 特性曲线<br>(器件结构:FTO/NiO<sub>x</sub>/MeO-2PACz/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/perovskite/PEACl/PC61BM/BCP/Ag)
图3 基于氧化镍空穴传输层对的器件的J-V 特性曲线
(器件结构:FTO/NiOx/MeO-2PACz/Al2O3/perovskite/PEACl/PC61BM/BCP/Ag)
    参考文献:
    [1]郭帅兵.氧化镍的制备及其在钙钛矿太阳能电池中的应用[D].曲阜师示范大学,2024.DOI:10.27267/d.cnki.gqfsu.2024.001577.
推荐阅读
氧化镍纳米粒子有机分散液——纯度高,粒径分布均匀,分散性好
可用于钙钛矿太阳能电池的纳米级金属氧化物分散液汇总
创新之光:纳米材料助力钙钛矿太阳能电池性能飞跃
空穴传输材料【新品上市】——纳米氧化镍粉末