24,5%! In Cina è stato stabilito nuovamente il record mondiale di efficienza di tutti i componenti laminati con perovskite

 Dopo i test condotti da un autorevole ente di certificazione internazionale di terze parti, la sua efficienza di conversione fotoelettrica allo stato stazionario raggiunge il 24,5%, ripristinando il record mondiale di efficienza dei componenti dello stack interamente in perovskite. Pone le basi tecniche per la produzione di massa e l’applicazione commerciale di tutte le celle laminate con perovskite. I relativi risultati della ricerca sono stati presentati il ​​23 febbraio 2024 con il titolo"Cristallizzazione omogenea e passivazione dell'interfaccia sepolta per moduli solari tandem in perovskite". Pubblicato sulla rivista Science.

Al fine di raggiungere il principale obiettivo strategico di"doppio carbonio"e accelerare la costruzione di un nuovo sistema energetico pulito a basse emissioni di carbonio, il Consiglio Nazionale per l’Energia e il Ministero della Scienza e della Tecnologia hanno pubblicato congiuntamente il documento"XIV Piano Quinquennale per l'Innovazione scientifica e tecnologica in campo energetico"ha chiaramente sottolineato che è necessario condurre vigorosamente la ricerca sulla preparazione e l'industrializzazione della perovskite/perovskite laminata per batterie ad alta efficienza (denominata come"tutta perovskite"). Il gruppo di ricerca del professor Tan Hairen è impegnato nella ricerca di una nuova tecnologia di batterie laminate interamente in perovskite. Negli ultimi anni, il team ha realizzato una batteria laminata interamente in perovskite di piccola area con un’efficienza record certificata del 28,0% attraverso la strategia di passivazione dell’interfaccia della superficie dei grani (Nature 620, 994, 2023). Un componente laminato di ampia area con un'efficienza certificata del 21,7% è stato ulteriormente ottenuto attraverso la tecnologia di preparazione producibile in serie (Science 376, 762, 2022). Tuttavia, l’efficienza di conversione fotoelettrica dei moduli laminati interamente in perovskite di ampia area presenta un grande divario rispetto a quella delle celle laminate di piccola area, il che limita il processo di industrializzazione delle celle laminate con perovskite. La preparazione uniforme dei film di perovskite a banda stretta è un problema chiave per limitare il miglioramento delle prestazioni di componenti di grandi dimensioni. L'attuale sviluppo della tecnologia di preparazione su larga scala si concentra sui film di perovskite con bandgap convenzionale, ma i film di perovskite di stagno hanno un'elevata velocità di cristallizzazione, una finestra temporale breve per la produzione e la preparazione su larga scala e sono soggetti al problema della formazione irregolare del film. Inoltre, quando la perovskite a banda stretta viene preparata mediante raschiatura, il processo assistito dal soffiaggio d'aria provoca una lenta cristallizzazione verso l'alto. Questo processo di cristallizzazione asincrono provoca un gran numero di difetti nell'interfaccia inferiore della perovskite piombo-stagno, che limita seriamente le prestazioni fotoelettriche della batteria.

Per risolvere i problemi chiave di cui sopra, il gruppo di ricerca del professor Tan Hairen ha ottenuto la regolazione della cristallizzazione e la passivazione dell'interfaccia sepolta della perovskite piombo-stagno aggiungendo un tampone zwitterionico multifunzionale - glicoammina cloridrato alla soluzione del precursore. Il cloridrato di glicina può formare legami idrogeno con cationi organici e solventi di perovskite e formare complessi con alogenuri metallici in

precursori della perovskite, inibiscono la volatilizzazione del solvente durante la cristallizzazione della perovskite, ritardano il tasso di cristallizzazione della perovskite e prolungano significativamente il tempo della finestra di preparazione della formazione di film su larga scala di film di perovskite. È stata realizzata la preparazione omogenea e su vasta area di film di perovskite di piombo-stagno.