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宁大师生在能源类顶级期刊《Advanced Energy Materials》 发表学术论文
发布日期:2023/01/13 14:34 作者:陈栋 点击量:

1月11日,国际顶级能源类期刊《Advanced Energy Materials》在线上发表了宁大物理科学与技术学院微纳光电材料与应用团队新能源课题组的综述论文——“Perovskite Solar Cells in the Shadow: Understanding the Mechanism of Reverse-Bias Behavior toward Suppressed Reverse-Bias Breakdown and Reverse-Bias Induced Degradation” (钙钛矿太阳能电池的阴影效应:理解反向偏压行为机制以抑制反向偏压击穿和反向偏压诱导降解)。物理科学与技术学院硕士研究生王朝峰为该论文第一作者,本科生周亦可为第三作者,指导教师黄利克副教授为通讯作者,诸跃进教授为共同通讯作者,宁波大学为第一单位。

近年来,卤化物钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已达到25.7%,呼之欲出的商业化对器件在不同应力下的环境稳定性提出了严格要求。目前人们对钙钛矿太阳能电池稳定性的研究主要集中于揭示温度、湿度、氧气、紫外光和正向偏压及其多重应力对器件性能的影响;而对大面积钙钛矿太阳电池应用中的反向偏压稳定性问题缺乏深入系统的研究和认识。

在太阳电池的实际应用中,为了实现大的电压和电流输出,单个器件通常以串并联的形式组合成为大面积的太阳能电池组件或太阳能电池板。而实际应用中,由于环境和气候等原因,太阳能电池板的部分电池可能会被周围的其他物体(如云朵、积雪、植物等)遮挡,造成局部阴影效应,被遮光的太阳电池会被其它正常工作的电池置于反向偏压下,从而造成其产生大的反向电流甚至发生反向击穿、形成“热斑”和局部短路,进而造成整个太阳电池板输出功率下降甚至失效。

该篇综述中,作者对钙钛矿太阳能电池的反向偏压行为和反向偏压稳定性问题的最新进展进行了鸟瞰式回顾,总结讨论了迄今为止提出的相关现象和机制,提出了提升反向击穿电压、器件和组件优化设计等措施以进一步提升器件反向偏压稳定性的可行方向。该工作呼吁建立成熟的钙钛矿太阳能电池反向偏压退化和反向击穿机制、确立标准化的反向击穿电压测试程序,以促进钙钛矿太阳能电池的商业化进程。

该研究成果是物理学院对研究生培养工作的倾力投入的结果,也是该院师生不断开拓创新的科研精神体现。“双碳”背景下,微纳光电材料与应用团队新能源课题组师生积极投身到国家新能源战略建设中,以实际行动推进“碳达峰”和“碳中和”的战略目标,瞄准新能源行业中的关键核心问题,践行科技强国梦。

该工作得到了国家自然科学基金项目(61904182, 62174094)、南京大学固体微结构国家重点实验开放课题(M35013)、宁波大学高层次人才科研启动项目(432201803)和宁波大学王宽诚幸福基金等的支持。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202203596

文章来源:物理学院  责任编辑:郭亚男

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