基于低温碳电极的高效稳定钙钛矿太阳能电池及组件技术

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基于低温碳电极的高效稳定钙钛矿太阳能电池及组件技术材料前沿热点、能源材料口环境材料。

关键词（3～5个） 钙钛矿太阳能电池，低温碳电极，高效稳定，组件。

目录

应用领域

可再生能源、光伏

成果简介

我们开发了基于低温碳电极的高效稳定钙钛矿太阳能电池及组件关键技术。该项技术能显著降低钙钛矿电池生产中的材料、能耗和设备成本，对推动电池商业化发展有重要意义。通过发展低温碳电极制备、界面附着和界面电荷传输调控等多项关键技术，成功研制国际最高效率的碳基钙钛矿太阳能电池，认证效率达到22.4%。通过电池制备的协同调控，目前已经实现了效率>24%的低温碳电极钙钛矿电池研制。碳电极在物理化学稳定性优势及其优异的界面附着性能显著提升了钙钛矿电池工作稳定性，高效率电池持续工作2000小时未见明显性能衰减。 此外，我们发展了钙钛矿电池功能层大面积溶液法制备、大面积低温碳薄膜沉积工艺、超低成本激光划线和组件制备技术，通过材料制备和工艺技术创新，成功研制了基于低温碳电极的钙钛矿电池模块组件，大于10 cm2电池模块上实现了超过18%的电池效率。 基于低温碳电极技术的钙钛矿电池可以全程在非真空和较低温度下（<150 °C）制备，显著降低了钙钛矿电池制备过程中对高温和高真空的要求。该工艺可实现电池制备与相关功能层制备同步可以在并行路线下进行，显著提高钙钛矿电池制备的时间效率，缩短电池组件生产“节拍”，对于电池产业化具有重要价值。 相关工作先后发表在Carbon、Adv.Funct.Mater.和Joule等国际权威杂志上，并已获多项中国发明专利授权。

经济效益与社会效益

低温碳电极钙钛矿电池具有原料成本低、制备工艺简单、设备需求低、转换效率高、稳定性高、功能拓展性强、产线兼容性高、环保风险低、可回收性强等诸多优势。该技术应用将有效降低钙钛矿电池的成本、提高电池稳定性和生产产能，提高钙钛矿电池的核心竞争力，推动钙钛矿太阳能电池的商业化发展，有效助力实现“双碳”目标。