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找技术 >毫米级大晶粒钙钛矿光伏电池的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性图一:金属有机钙钛矿多晶薄膜的粒径尺寸与溶液温度和溶剂的关系利用高温旋涂(hot casting)的方法在短时间内快速反应制备大尺寸晶粒、表面致密无针孔的有机金属钙钛矿多晶薄膜。通过增大晶粒尺寸,减小晶界面积,从而抑制钙钛矿薄膜内的离子迁移,消除器件光电特性中的迟滞现象,并提高器件在空气环境中的稳定性。图二:金属有机钙钛矿太阳能电池的器件结构及电压-电流特性曲线应用市场太阳能是可持续的绿色能源,利用无限的清洁太阳能来解决全球资源危机是人类当前最热切的课题之一。在这个舞台上,实现高太阳能光电转换效率和降低光伏器件的制造成本是至关重要的。近二十年来,太阳能电能转换技术领域已经开发出许多种光伏材料,如硅,Ⅲ-Ⅳ族化合物半导体,以及大量丰富的金属有机材料。第一代单晶硅太阳能电池在过去40年中不断发展,其客观的转换效率和相对较低的制造成本目前已经使得这种技术的发电成本趋近于常规燃料的成本。至于许多其他更新的太阳能电池技术,通常被称为第二代和第三代光伏技术,它们有可能成为更低成本的太阳能发电技术。仅举几例,薄膜技术如蒸镀半导体太阳能电池,基于有机半导体的溶液法制备的太阳能电池和染料敏化太阳能电池。我们统称这些技术是第二代太阳能电池。尽管第二代太阳能电池有巨大进步,但在过去10年的发展当中,他们的转换效率还是属于偏低的。譬如经过20年的研究,有机太阳能电池的效率还是在10%左右。近来,有机金属钙钛矿太阳能电池的性能已经快速超过许多新“第三代”光伏技术。在导入介孔结构以后的钙钛矿太阳能电池达到了22%左右的转换效率,是当前最有商业潜力的太阳能科技。近年来,钙钛矿太阳能电池的能量转换效率已经远远的超过了商业化的指标。当前的研究重点侧重于大电池的制备,生产工艺的完善和电池稳定性的提高。我们期望针对国家、广东省及深圳市汽车、电力、航空航天技术等领域对能源材料、能源转换和储能装置的重大需求和国内外发展趋势,通过本项目进一步改进提高现有的钙钛矿单晶薄膜制备工艺,生产出具有更高光电转化效率的太阳能电池器件。通过摸索工艺参数,在关键的制备技术和操作工艺上取得进展,为未来开发商业化的钙钛矿型太阳能电池产业提供技术支撑。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1641526061286.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1642002187122.png"/ /p
新一代钙钛矿光伏和锂离子电池的发展与应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性大晶粒高效钙钛矿首次合成大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿薄膜,并发现晶粒尺寸的增加和光伏效率密切相关,由此发明了光伏效率达到18%钙钛矿电池,是近年来非常高效的钙钛矿光伏之一。通过对钙钛矿的能带间隙和光学/电子性质的检测,特别选取3到5种被看好的材料进行合成,利用第I、IV族元素代替钙钛矿中的有机分子,制得能够捕获更长波长的太阳光子的窄带隙钙钛矿,进一步发展成环境友好的无铅钙钛矿光伏太阳能电池。基于建立新一代钙钛矿平面光伏的设计原则,实践实现具有高纯度、理想结晶度和光电性质的钙钛矿及界面材料,有效的传导电荷,进一步提高效率和稳定性。锂离子电池通过一种新颖的自下而上,多步有机合成的方法制备一系列的二维(2D )、三维(3D)纳米石墨烯及拥有各种官能团连接的纳米石墨烯薄片。将共价键合到中心氮原子上,使之自组装成高度有序的层次结构。该侧挂官能团在纳米石墨烯的周围可有效调控纳米石墨烯的电子密度以及薄片和薄片的间距。而且锂离子电池纳米石墨烯阳极表现出显着的周期稳定性和更增强的容量(高达1050mAh/g )。此外,将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。Figure 1 .SEM images of the perovskite film prepared by the solution made from (a) single-crystal MAPbI3 powders and (b)MAI+Pbl2应用市场当今世界的最先进的太阳能光伏材料是利用由精密的高温晶体生长过程中产生的高纯度单晶半导体。近年来以溶液加工材料来替代传统太阳能电池的技术可以保证以更低的成本来提供电力,但是一直到目前为止,这一研究方向仅仅取得了有限的成功。这是由于不同程度的缺陷存在于晶体和晶粒的界面。所以提高晶体尺寸和溶液生成薄膜的质量可以大幅度的改进光伏的效率和稳定性。本团队合成的大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿簿膜是发展在低温下生成高质量、低缺陷浓度的大颗粒的结晶薄膜。这个技术将克服长期以来晶体薄膜的缺陷和异质性的问题,并普遍适用于各种各样的光电和能源装置。本团队合成一系列的二维(2D)和三维(3D)纳米石墨烯,并用以制备锂离子电池。新一代的锂离子电池具有高容量(大于1000mAh/g)与高能量密度,同时具有优良的稳定性(大于1000个循环)。该项目克服了传统石墨负极在锂离子电池、锂空气电池的显著性能损失以及结构的不稳定性。以及利用新合成的纳米材料来进一步的增强锂离子电池的性能与优化纳米石墨烯阳极的结构。科研团队将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。结合前两部分工作,将太阳能电池与可循环蓄电的锂电池结合使用,通过将光能转换成电能并储藏在内置的锂电池里,太阳能移动电源可以给手机、数码相机、平板电脑等产品充电,既节能又环保。现在很多研发者认为石墨烯材质的锂电池是解决移动电子设备电池续航能力的重要突破,如果能够有效提升太阳能电池单位面积的转化率,那么随时随地移动充电的酷炫形式,将会成为未来能源应用问题的完美方式。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643411142588.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643392674504.png"/ /p
通过刮涂柔性钙钛矿太阳能电池制备方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法通过刮涂,它包括以下步骤 : 制备空穴传输层,钙钛矿型层和电子传输层上的柔性导电基板通过刮涂法。该方法制备工艺简单,具有对设备要求低,刮刀涂布方法使用的优点在于 : 能最大程度的节约了成本并可实现绿色生产。
可穿戴钙钛矿光伏模组的产业化印刷制备
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目以低污染可穿戴钙钛矿模组的印刷制备为目标,从残余应力调控角度出发,聚焦晶格一致性研究,通过温敏性添加剂热膨胀系数的应力释放作用调控薄膜晶格应力状态,通过双齿配位伤生分子修饰消除薄膜表面应力累积,结合物理封装策略,实现低铅泄露模组的印刷制备。
一种无掺杂钙钛矿太阳电池及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提供了一种无掺杂钙钛矿太阳电池的制备方法,属于太阳电池技术领域,该方法在导电衬底S上依次制备电子传输层E、钙钛矿有源层材料P、空穴传输层材料H、透明导电薄膜T以及金属电极M。利用无掺杂空穴(电子)传输层与钙钛矿有源层之间的功函数之差形成界面反型层,产生空穴(电子)选择收集的效果。上述钙钛矿太阳电池不涉及掺杂工艺,且H与T皆具有高透过、低寄生光吸收的特性,可有效降低器件缺陷态密度、提升器件稳定性与光谱相应,且制备方法简单,易于实施。
柔性轻质钙钛矿薄膜太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介太阳能电池领域的重要“革命”。钙钛矿固态太阳能电池在短短5年中,认证转化效率达到22.1%。超越了其他类型电池几十年的发展过程。其高效率,低成本,且制备工艺简单,因而成为太阳能电池行业最具颠覆性的竞争者。 钙钛矿型太阳能电池(perovskitesolarcells),是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池,也称作新概念太阳能电池。本项目研究的钙钛矿太阳能电池:以钙钛矿结构的甲胺铅碘(如:MAPbI3)为吸收层的太阳能电池。甲胺铅碘是直接带隙半导体材料,吸收光谱宽、吸收强且载流子传输距离远。 该项目专注钙钛矿薄膜太阳能电池的产业化的瓶颈,发明了独特的钙钛矿制备工艺方法,掌握了大面积的钙钛矿薄膜的均一制备技术,拥有独立的自主知识产权。研究通过“蒸镀/溶液复合方法”制备大面积钙钛矿薄膜,采用蒸镀(PbI2)/溶液(MAI)的方法完美的实现了大面积钙钛矿薄膜均一性的难题,且整个过程都在低温(80度以下)完成,特别适合柔性薄膜太阳能电池的制备。同时,工艺过程兼容目前已有的真空设备与工艺,解决了试验成果产业化难的问题。目前实验室中实现最好钙钛矿电池转化效率19.6%,柔性薄膜太阳能电池效率超过17%。二、产品性能优势1.高效率(目前认证效率22.6%,会议报道效率超过25%,接近单结电池的理论极限)。 2.低成本(原料为普通碘化铅与有机铵类,价格便宜;且制备工艺与过程简单)。 3.制备过程可低温,适合柔性薄膜器件。--116--西安交通大学国家技术转移中心4.生产工艺与现有的生产设备和工艺相兼容,实现产业化生产相对容易。柔性薄膜太阳能电池技术对比:最高效率 原料成本 工艺复杂度 市场价格(预期价格) 功率重量比染料敏化太阳能电池 12% 低 中 高 低聚合物太阳能电池 14% 低 简单 高 低铜铟镓硒薄膜太阳能电池 22% 高 复杂 ¥15/W102W/kg非晶硅薄膜太阳能电池 13.6% 低 中 低102W/kg砷化镓薄膜太阳能电池 30% 中 复杂 $150/W102W/kg钙钛矿薄膜太阳能电池 22.1% 低 中 ¥10/W103W/kg三、市场前景及应用钙钛矿作为一种人工合成材料,在2009年首次被尝试应用于光伏发电领域后,因为性能优异、成本低廉、商业价值巨大,从此大放异彩。近年,全球顶尖科研机构和大型跨国公司,如牛津大学、瑞士洛桑联邦理工学院、日本松下、夏普、东芝等都投入了大量人力物力,力争早日实现量产。 甲基铵铅碘钙钛矿作为直接带隙半导体材料,突破以往硅基、砷化镓、化合物半导体、有机半导体等的材料功能瓶颈,在短短几年时间,其太阳能电池器件实现认证转化效率22.1%,以及新闻报道效率超过25%。2013年被美国Sciecne评为“十大科技突破”之一,是太阳能电池行业的革命性突破,具有颠覆性的意义。 作为轻质柔性薄膜太阳能电池(柔性)主要应用领域有:户外多功能充电电源;消费类电子产品电池备用充电系统;新型能源飞机、汽车等。如“阳光2号”太阳能动力飞机、新型阳光动力汽车;军事用途(单兵信息化野外电源补充、临近空间飞艇等电力来源;城市景观电力补充;布式智能楼宇供电、发电系统。四、技术成熟度概念验证原理样机工程样机中试产业化申请发明专利十余项。--117--西安交通大学国家技术转移中心五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议附图
钙钛矿发光二极管
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备发光二极管,具有半峰宽窄、带隙可调、可用溶液法制 备等优势。 钙钛矿 LED 为平面自发光器件,具有质量 轻、厚度薄、视角广、响应速度 快、可用于柔性显示、使用温度范围广、构造和制备工艺简单等优点,在屏幕显 示(手机、电视、电脑、VR 和车载设备等)和绿色健康灯光(无蓝光伤害)等 方面具有广泛应用前景。 钙钛矿成分设计、表面和结构工程使钙钛矿发光 LED 的效率迅速提高,当 前报道的高外量子效率主要集中于近红外和绿光,而高效的蓝光钙钛矿 LED 仍 然是一个挑战。同时,钙钛矿 LED 的工作稳定性相对较低,如何构建高效稳定 性的 LED 器件是课题组今后的重要研究方向。
钙钛矿太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备太阳能电池,具有吸光强、载流子迁移率高、带隙可调、 可用溶液法制备等优势。 钙钛矿太阳能电池是近年来快速发展起来的第三代光伏器件,其光电转化效 率(PCE)从 2009 年的 3.8%迅速提升到 2018 年的 23.3%,是有史以来所有光伏 技术中效率增长最快的一种。这主要得益于有机-无机杂化钙钛矿材料优异的光 电性质。钙钛矿/ 硅叠层电池有望提供比传统光伏电池更为高效、经济的太阳能 利用方案。 钙钛矿的化学组成调控、空间组成分布、相组成调控、本体和表面缺陷控制、 器件界面控制等,是目前进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率和长期工作稳定性 的关键科学问题。
钙钛矿层的成膜机制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
将混合钙钛矿溶液滴加在玻璃基板上并开始旋涂,随着旋涂过程中溶剂的挥 发和反溶剂甲苯的滴加,体系溶解度急剧下降 CsPbBr3 由于在 DMSO 中的溶解 度低而首先形核并快速长大,而 MABr 由于溶解度较大,后结晶析出,残留有 少量 MABr 在 CsPbBr3 晶界和表面上,最终得到 CsPbBr3MABr 准核一壳结构钙 钛矿薄膜。 由于 CsPbBr3 和 MABr 在极性溶剂 DMSO 溶解度差异大(CsPbBr3 约为 0.56M,MABr 大于 5M )这一特性,研究人员巧妙地在 CsPbBr3 的 DMSO 溶液 (0.5M)中加入有机胺盐 MABr,并精确调控 MABr 的量,作为新型混合钙钛 矿前驱液。 具有 CsPbBr3@MABr 核一壳结构的钙钛矿薄膜覆盖度高,表面平整,晶体 界面及表面的 MABr 能有效钝化 CsPbBr3 的缺陷态,且薄膜表面的 MABr 起到 了阻挡过量电子的注入,表现出优异的光电性能,将得到的薄膜用于钙钛矿 LED 器件得到外量子效率超过 17%,并通过进一步优化器件结构,在钙钛矿发光层和 电子传输层之间引入聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA)绝缘材料作为阻挡层,进一步改 善了器件中电子和空穴的注入平衡和界面特性,使器件的性能和稳定性都得到了 进一步的提高,最终得到了 EQE 超过 20%,寿命(T50)超过 100 小时的钙钛 矿 LED 器件。将钙钛矿 LED 的发展提到了一个新的高度。
一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质及其制备方法和应用 本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,所述富锂反钙钛矿氧化物复合电解质的材料包括聚合物、锂盐和填料,且所述填料为富锂反钙钛矿氧化物;其中,富锂反钙钛矿氧化物结构式通式为Li3?xHxOA1?yBy,其中A和B为卤素元素,0≤x≤1,0≤y≤1。以富锂反钙钛矿氧化物电解质为填料不仅能提高复合聚合物电解质的离子电导率、电化学窗口,而且能增加复合电解质的机械性能,降低电解质与锂基负极间的界面阻抗,使得到的复合电解质具有较高的锂离子电导率和良好的弯曲机械性能、较高的界面稳定性。
找到90项技术成果数据。
找技术 >毫米级大晶粒钙钛矿光伏电池的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性图一:金属有机钙钛矿多晶薄膜的粒径尺寸与溶液温度和溶剂的关系利用高温旋涂(hot casting)的方法在短时间内快速反应制备大尺寸晶粒、表面致密无针孔的有机金属钙钛矿多晶薄膜。通过增大晶粒尺寸,减小晶界面积,从而抑制钙钛矿薄膜内的离子迁移,消除器件光电特性中的迟滞现象,并提高器件在空气环境中的稳定性。图二:金属有机钙钛矿太阳能电池的器件结构及电压-电流特性曲线应用市场太阳能是可持续的绿色能源,利用无限的清洁太阳能来解决全球资源危机是人类当前最热切的课题之一。在这个舞台上,实现高太阳能光电转换效率和降低光伏器件的制造成本是至关重要的。近二十年来,太阳能电能转换技术领域已经开发出许多种光伏材料,如硅,Ⅲ-Ⅳ族化合物半导体,以及大量丰富的金属有机材料。第一代单晶硅太阳能电池在过去40年中不断发展,其客观的转换效率和相对较低的制造成本目前已经使得这种技术的发电成本趋近于常规燃料的成本。至于许多其他更新的太阳能电池技术,通常被称为第二代和第三代光伏技术,它们有可能成为更低成本的太阳能发电技术。仅举几例,薄膜技术如蒸镀半导体太阳能电池,基于有机半导体的溶液法制备的太阳能电池和染料敏化太阳能电池。我们统称这些技术是第二代太阳能电池。尽管第二代太阳能电池有巨大进步,但在过去10年的发展当中,他们的转换效率还是属于偏低的。譬如经过20年的研究,有机太阳能电池的效率还是在10%左右。近来,有机金属钙钛矿太阳能电池的性能已经快速超过许多新“第三代”光伏技术。在导入介孔结构以后的钙钛矿太阳能电池达到了22%左右的转换效率,是当前最有商业潜力的太阳能科技。近年来,钙钛矿太阳能电池的能量转换效率已经远远的超过了商业化的指标。当前的研究重点侧重于大电池的制备,生产工艺的完善和电池稳定性的提高。我们期望针对国家、广东省及深圳市汽车、电力、航空航天技术等领域对能源材料、能源转换和储能装置的重大需求和国内外发展趋势,通过本项目进一步改进提高现有的钙钛矿单晶薄膜制备工艺,生产出具有更高光电转化效率的太阳能电池器件。通过摸索工艺参数,在关键的制备技术和操作工艺上取得进展,为未来开发商业化的钙钛矿型太阳能电池产业提供技术支撑。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1641526061286.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1642002187122.png"/ /p
新一代钙钛矿光伏和锂离子电池的发展与应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性大晶粒高效钙钛矿首次合成大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿薄膜,并发现晶粒尺寸的增加和光伏效率密切相关,由此发明了光伏效率达到18%钙钛矿电池,是近年来非常高效的钙钛矿光伏之一。通过对钙钛矿的能带间隙和光学/电子性质的检测,特别选取3到5种被看好的材料进行合成,利用第I、IV族元素代替钙钛矿中的有机分子,制得能够捕获更长波长的太阳光子的窄带隙钙钛矿,进一步发展成环境友好的无铅钙钛矿光伏太阳能电池。基于建立新一代钙钛矿平面光伏的设计原则,实践实现具有高纯度、理想结晶度和光电性质的钙钛矿及界面材料,有效的传导电荷,进一步提高效率和稳定性。锂离子电池通过一种新颖的自下而上,多步有机合成的方法制备一系列的二维(2D )、三维(3D)纳米石墨烯及拥有各种官能团连接的纳米石墨烯薄片。将共价键合到中心氮原子上,使之自组装成高度有序的层次结构。该侧挂官能团在纳米石墨烯的周围可有效调控纳米石墨烯的电子密度以及薄片和薄片的间距。而且锂离子电池纳米石墨烯阳极表现出显着的周期稳定性和更增强的容量(高达1050mAh/g )。此外,将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。Figure 1 .SEM images of the perovskite film prepared by the solution made from (a) single-crystal MAPbI3 powders and (b)MAI+Pbl2应用市场当今世界的最先进的太阳能光伏材料是利用由精密的高温晶体生长过程中产生的高纯度单晶半导体。近年来以溶液加工材料来替代传统太阳能电池的技术可以保证以更低的成本来提供电力,但是一直到目前为止,这一研究方向仅仅取得了有限的成功。这是由于不同程度的缺陷存在于晶体和晶粒的界面。所以提高晶体尺寸和溶液生成薄膜的质量可以大幅度的改进光伏的效率和稳定性。本团队合成的大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿簿膜是发展在低温下生成高质量、低缺陷浓度的大颗粒的结晶薄膜。这个技术将克服长期以来晶体薄膜的缺陷和异质性的问题,并普遍适用于各种各样的光电和能源装置。本团队合成一系列的二维(2D)和三维(3D)纳米石墨烯,并用以制备锂离子电池。新一代的锂离子电池具有高容量(大于1000mAh/g)与高能量密度,同时具有优良的稳定性(大于1000个循环)。该项目克服了传统石墨负极在锂离子电池、锂空气电池的显著性能损失以及结构的不稳定性。以及利用新合成的纳米材料来进一步的增强锂离子电池的性能与优化纳米石墨烯阳极的结构。科研团队将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。结合前两部分工作,将太阳能电池与可循环蓄电的锂电池结合使用,通过将光能转换成电能并储藏在内置的锂电池里,太阳能移动电源可以给手机、数码相机、平板电脑等产品充电,既节能又环保。现在很多研发者认为石墨烯材质的锂电池是解决移动电子设备电池续航能力的重要突破,如果能够有效提升太阳能电池单位面积的转化率,那么随时随地移动充电的酷炫形式,将会成为未来能源应用问题的完美方式。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643411142588.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643392674504.png"/ /p
通过刮涂柔性钙钛矿太阳能电池制备方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法通过刮涂,它包括以下步骤 : 制备空穴传输层,钙钛矿型层和电子传输层上的柔性导电基板通过刮涂法。该方法制备工艺简单,具有对设备要求低,刮刀涂布方法使用的优点在于 : 能最大程度的节约了成本并可实现绿色生产。
可穿戴钙钛矿光伏模组的产业化印刷制备
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目以低污染可穿戴钙钛矿模组的印刷制备为目标,从残余应力调控角度出发,聚焦晶格一致性研究,通过温敏性添加剂热膨胀系数的应力释放作用调控薄膜晶格应力状态,通过双齿配位伤生分子修饰消除薄膜表面应力累积,结合物理封装策略,实现低铅泄露模组的印刷制备。
一种无掺杂钙钛矿太阳电池及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提供了一种无掺杂钙钛矿太阳电池的制备方法,属于太阳电池技术领域,该方法在导电衬底S上依次制备电子传输层E、钙钛矿有源层材料P、空穴传输层材料H、透明导电薄膜T以及金属电极M。利用无掺杂空穴(电子)传输层与钙钛矿有源层之间的功函数之差形成界面反型层,产生空穴(电子)选择收集的效果。上述钙钛矿太阳电池不涉及掺杂工艺,且H与T皆具有高透过、低寄生光吸收的特性,可有效降低器件缺陷态密度、提升器件稳定性与光谱相应,且制备方法简单,易于实施。
柔性轻质钙钛矿薄膜太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介太阳能电池领域的重要“革命”。钙钛矿固态太阳能电池在短短5年中,认证转化效率达到22.1%。超越了其他类型电池几十年的发展过程。其高效率,低成本,且制备工艺简单,因而成为太阳能电池行业最具颠覆性的竞争者。 钙钛矿型太阳能电池(perovskitesolarcells),是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池,也称作新概念太阳能电池。本项目研究的钙钛矿太阳能电池:以钙钛矿结构的甲胺铅碘(如:MAPbI3)为吸收层的太阳能电池。甲胺铅碘是直接带隙半导体材料,吸收光谱宽、吸收强且载流子传输距离远。 该项目专注钙钛矿薄膜太阳能电池的产业化的瓶颈,发明了独特的钙钛矿制备工艺方法,掌握了大面积的钙钛矿薄膜的均一制备技术,拥有独立的自主知识产权。研究通过“蒸镀/溶液复合方法”制备大面积钙钛矿薄膜,采用蒸镀(PbI2)/溶液(MAI)的方法完美的实现了大面积钙钛矿薄膜均一性的难题,且整个过程都在低温(80度以下)完成,特别适合柔性薄膜太阳能电池的制备。同时,工艺过程兼容目前已有的真空设备与工艺,解决了试验成果产业化难的问题。目前实验室中实现最好钙钛矿电池转化效率19.6%,柔性薄膜太阳能电池效率超过17%。二、产品性能优势1.高效率(目前认证效率22.6%,会议报道效率超过25%,接近单结电池的理论极限)。 2.低成本(原料为普通碘化铅与有机铵类,价格便宜;且制备工艺与过程简单)。 3.制备过程可低温,适合柔性薄膜器件。--116--西安交通大学国家技术转移中心4.生产工艺与现有的生产设备和工艺相兼容,实现产业化生产相对容易。柔性薄膜太阳能电池技术对比:最高效率 原料成本 工艺复杂度 市场价格(预期价格) 功率重量比染料敏化太阳能电池 12% 低 中 高 低聚合物太阳能电池 14% 低 简单 高 低铜铟镓硒薄膜太阳能电池 22% 高 复杂 ¥15/W102W/kg非晶硅薄膜太阳能电池 13.6% 低 中 低102W/kg砷化镓薄膜太阳能电池 30% 中 复杂 $150/W102W/kg钙钛矿薄膜太阳能电池 22.1% 低 中 ¥10/W103W/kg三、市场前景及应用钙钛矿作为一种人工合成材料,在2009年首次被尝试应用于光伏发电领域后,因为性能优异、成本低廉、商业价值巨大,从此大放异彩。近年,全球顶尖科研机构和大型跨国公司,如牛津大学、瑞士洛桑联邦理工学院、日本松下、夏普、东芝等都投入了大量人力物力,力争早日实现量产。 甲基铵铅碘钙钛矿作为直接带隙半导体材料,突破以往硅基、砷化镓、化合物半导体、有机半导体等的材料功能瓶颈,在短短几年时间,其太阳能电池器件实现认证转化效率22.1%,以及新闻报道效率超过25%。2013年被美国Sciecne评为“十大科技突破”之一,是太阳能电池行业的革命性突破,具有颠覆性的意义。 作为轻质柔性薄膜太阳能电池(柔性)主要应用领域有:户外多功能充电电源;消费类电子产品电池备用充电系统;新型能源飞机、汽车等。如“阳光2号”太阳能动力飞机、新型阳光动力汽车;军事用途(单兵信息化野外电源补充、临近空间飞艇等电力来源;城市景观电力补充;布式智能楼宇供电、发电系统。四、技术成熟度概念验证原理样机工程样机中试产业化申请发明专利十余项。--117--西安交通大学国家技术转移中心五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议附图
钙钛矿发光二极管
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备发光二极管,具有半峰宽窄、带隙可调、可用溶液法制 备等优势。 钙钛矿 LED 为平面自发光器件,具有质量 轻、厚度薄、视角广、响应速度 快、可用于柔性显示、使用温度范围广、构造和制备工艺简单等优点,在屏幕显 示(手机、电视、电脑、VR 和车载设备等)和绿色健康灯光(无蓝光伤害)等 方面具有广泛应用前景。 钙钛矿成分设计、表面和结构工程使钙钛矿发光 LED 的效率迅速提高,当 前报道的高外量子效率主要集中于近红外和绿光,而高效的蓝光钙钛矿 LED 仍 然是一个挑战。同时,钙钛矿 LED 的工作稳定性相对较低,如何构建高效稳定 性的 LED 器件是课题组今后的重要研究方向。
钙钛矿太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备太阳能电池,具有吸光强、载流子迁移率高、带隙可调、 可用溶液法制备等优势。 钙钛矿太阳能电池是近年来快速发展起来的第三代光伏器件,其光电转化效 率(PCE)从 2009 年的 3.8%迅速提升到 2018 年的 23.3%,是有史以来所有光伏 技术中效率增长最快的一种。这主要得益于有机-无机杂化钙钛矿材料优异的光 电性质。钙钛矿/ 硅叠层电池有望提供比传统光伏电池更为高效、经济的太阳能 利用方案。 钙钛矿的化学组成调控、空间组成分布、相组成调控、本体和表面缺陷控制、 器件界面控制等,是目前进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率和长期工作稳定性 的关键科学问题。
钙钛矿层的成膜机制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
将混合钙钛矿溶液滴加在玻璃基板上并开始旋涂,随着旋涂过程中溶剂的挥 发和反溶剂甲苯的滴加,体系溶解度急剧下降 CsPbBr3 由于在 DMSO 中的溶解 度低而首先形核并快速长大,而 MABr 由于溶解度较大,后结晶析出,残留有 少量 MABr 在 CsPbBr3 晶界和表面上,最终得到 CsPbBr3MABr 准核一壳结构钙 钛矿薄膜。 由于 CsPbBr3 和 MABr 在极性溶剂 DMSO 溶解度差异大(CsPbBr3 约为 0.56M,MABr 大于 5M )这一特性,研究人员巧妙地在 CsPbBr3 的 DMSO 溶液 (0.5M)中加入有机胺盐 MABr,并精确调控 MABr 的量,作为新型混合钙钛 矿前驱液。 具有 CsPbBr3@MABr 核一壳结构的钙钛矿薄膜覆盖度高,表面平整,晶体 界面及表面的 MABr 能有效钝化 CsPbBr3 的缺陷态,且薄膜表面的 MABr 起到 了阻挡过量电子的注入,表现出优异的光电性能,将得到的薄膜用于钙钛矿 LED 器件得到外量子效率超过 17%,并通过进一步优化器件结构,在钙钛矿发光层和 电子传输层之间引入聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA)绝缘材料作为阻挡层,进一步改 善了器件中电子和空穴的注入平衡和界面特性,使器件的性能和稳定性都得到了 进一步的提高,最终得到了 EQE 超过 20%,寿命(T50)超过 100 小时的钙钛 矿 LED 器件。将钙钛矿 LED 的发展提到了一个新的高度。
一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质及其制备方法和应用 本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,所述富锂反钙钛矿氧化物复合电解质的材料包括聚合物、锂盐和填料,且所述填料为富锂反钙钛矿氧化物;其中,富锂反钙钛矿氧化物结构式通式为Li3?xHxOA1?yBy,其中A和B为卤素元素,0≤x≤1,0≤y≤1。以富锂反钙钛矿氧化物电解质为填料不仅能提高复合聚合物电解质的离子电导率、电化学窗口,而且能增加复合电解质的机械性能,降低电解质与锂基负极间的界面阻抗,使得到的复合电解质具有较高的锂离子电导率和良好的弯曲机械性能、较高的界面稳定性。
找到90项技术成果数据。
找技术 >毫米级大晶粒钙钛矿光伏电池的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性图一:金属有机钙钛矿多晶薄膜的粒径尺寸与溶液温度和溶剂的关系利用高温旋涂(hot casting)的方法在短时间内快速反应制备大尺寸晶粒、表面致密无针孔的有机金属钙钛矿多晶薄膜。通过增大晶粒尺寸,减小晶界面积,从而抑制钙钛矿薄膜内的离子迁移,消除器件光电特性中的迟滞现象,并提高器件在空气环境中的稳定性。图二:金属有机钙钛矿太阳能电池的器件结构及电压-电流特性曲线应用市场太阳能是可持续的绿色能源,利用无限的清洁太阳能来解决全球资源危机是人类当前最热切的课题之一。在这个舞台上,实现高太阳能光电转换效率和降低光伏器件的制造成本是至关重要的。近二十年来,太阳能电能转换技术领域已经开发出许多种光伏材料,如硅,Ⅲ-Ⅳ族化合物半导体,以及大量丰富的金属有机材料。第一代单晶硅太阳能电池在过去40年中不断发展,其客观的转换效率和相对较低的制造成本目前已经使得这种技术的发电成本趋近于常规燃料的成本。至于许多其他更新的太阳能电池技术,通常被称为第二代和第三代光伏技术,它们有可能成为更低成本的太阳能发电技术。仅举几例,薄膜技术如蒸镀半导体太阳能电池,基于有机半导体的溶液法制备的太阳能电池和染料敏化太阳能电池。我们统称这些技术是第二代太阳能电池。尽管第二代太阳能电池有巨大进步,但在过去10年的发展当中,他们的转换效率还是属于偏低的。譬如经过20年的研究,有机太阳能电池的效率还是在10%左右。近来,有机金属钙钛矿太阳能电池的性能已经快速超过许多新“第三代”光伏技术。在导入介孔结构以后的钙钛矿太阳能电池达到了22%左右的转换效率,是当前最有商业潜力的太阳能科技。近年来,钙钛矿太阳能电池的能量转换效率已经远远的超过了商业化的指标。当前的研究重点侧重于大电池的制备,生产工艺的完善和电池稳定性的提高。我们期望针对国家、广东省及深圳市汽车、电力、航空航天技术等领域对能源材料、能源转换和储能装置的重大需求和国内外发展趋势,通过本项目进一步改进提高现有的钙钛矿单晶薄膜制备工艺,生产出具有更高光电转化效率的太阳能电池器件。通过摸索工艺参数,在关键的制备技术和操作工艺上取得进展,为未来开发商业化的钙钛矿型太阳能电池产业提供技术支撑。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1641526061286.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1642002187122.png"/ /p
新一代钙钛矿光伏和锂离子电池的发展与应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性大晶粒高效钙钛矿首次合成大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿薄膜,并发现晶粒尺寸的增加和光伏效率密切相关,由此发明了光伏效率达到18%钙钛矿电池,是近年来非常高效的钙钛矿光伏之一。通过对钙钛矿的能带间隙和光学/电子性质的检测,特别选取3到5种被看好的材料进行合成,利用第I、IV族元素代替钙钛矿中的有机分子,制得能够捕获更长波长的太阳光子的窄带隙钙钛矿,进一步发展成环境友好的无铅钙钛矿光伏太阳能电池。基于建立新一代钙钛矿平面光伏的设计原则,实践实现具有高纯度、理想结晶度和光电性质的钙钛矿及界面材料,有效的传导电荷,进一步提高效率和稳定性。锂离子电池通过一种新颖的自下而上,多步有机合成的方法制备一系列的二维(2D )、三维(3D)纳米石墨烯及拥有各种官能团连接的纳米石墨烯薄片。将共价键合到中心氮原子上,使之自组装成高度有序的层次结构。该侧挂官能团在纳米石墨烯的周围可有效调控纳米石墨烯的电子密度以及薄片和薄片的间距。而且锂离子电池纳米石墨烯阳极表现出显着的周期稳定性和更增强的容量(高达1050mAh/g )。此外,将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。Figure 1 .SEM images of the perovskite film prepared by the solution made from (a) single-crystal MAPbI3 powders and (b)MAI+Pbl2应用市场当今世界的最先进的太阳能光伏材料是利用由精密的高温晶体生长过程中产生的高纯度单晶半导体。近年来以溶液加工材料来替代传统太阳能电池的技术可以保证以更低的成本来提供电力,但是一直到目前为止,这一研究方向仅仅取得了有限的成功。这是由于不同程度的缺陷存在于晶体和晶粒的界面。所以提高晶体尺寸和溶液生成薄膜的质量可以大幅度的改进光伏的效率和稳定性。本团队合成的大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿簿膜是发展在低温下生成高质量、低缺陷浓度的大颗粒的结晶薄膜。这个技术将克服长期以来晶体薄膜的缺陷和异质性的问题,并普遍适用于各种各样的光电和能源装置。本团队合成一系列的二维(2D)和三维(3D)纳米石墨烯,并用以制备锂离子电池。新一代的锂离子电池具有高容量(大于1000mAh/g)与高能量密度,同时具有优良的稳定性(大于1000个循环)。该项目克服了传统石墨负极在锂离子电池、锂空气电池的显著性能损失以及结构的不稳定性。以及利用新合成的纳米材料来进一步的增强锂离子电池的性能与优化纳米石墨烯阳极的结构。科研团队将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。结合前两部分工作,将太阳能电池与可循环蓄电的锂电池结合使用,通过将光能转换成电能并储藏在内置的锂电池里,太阳能移动电源可以给手机、数码相机、平板电脑等产品充电,既节能又环保。现在很多研发者认为石墨烯材质的锂电池是解决移动电子设备电池续航能力的重要突破,如果能够有效提升太阳能电池单位面积的转化率,那么随时随地移动充电的酷炫形式,将会成为未来能源应用问题的完美方式。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643411142588.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643392674504.png"/ /p
通过刮涂柔性钙钛矿太阳能电池制备方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法通过刮涂,它包括以下步骤 : 制备空穴传输层,钙钛矿型层和电子传输层上的柔性导电基板通过刮涂法。该方法制备工艺简单,具有对设备要求低,刮刀涂布方法使用的优点在于 : 能最大程度的节约了成本并可实现绿色生产。
可穿戴钙钛矿光伏模组的产业化印刷制备
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目以低污染可穿戴钙钛矿模组的印刷制备为目标,从残余应力调控角度出发,聚焦晶格一致性研究,通过温敏性添加剂热膨胀系数的应力释放作用调控薄膜晶格应力状态,通过双齿配位伤生分子修饰消除薄膜表面应力累积,结合物理封装策略,实现低铅泄露模组的印刷制备。
一种无掺杂钙钛矿太阳电池及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提供了一种无掺杂钙钛矿太阳电池的制备方法,属于太阳电池技术领域,该方法在导电衬底S上依次制备电子传输层E、钙钛矿有源层材料P、空穴传输层材料H、透明导电薄膜T以及金属电极M。利用无掺杂空穴(电子)传输层与钙钛矿有源层之间的功函数之差形成界面反型层,产生空穴(电子)选择收集的效果。上述钙钛矿太阳电池不涉及掺杂工艺,且H与T皆具有高透过、低寄生光吸收的特性,可有效降低器件缺陷态密度、提升器件稳定性与光谱相应,且制备方法简单,易于实施。
柔性轻质钙钛矿薄膜太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介太阳能电池领域的重要“革命”。钙钛矿固态太阳能电池在短短5年中,认证转化效率达到22.1%。超越了其他类型电池几十年的发展过程。其高效率,低成本,且制备工艺简单,因而成为太阳能电池行业最具颠覆性的竞争者。 钙钛矿型太阳能电池(perovskitesolarcells),是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池,也称作新概念太阳能电池。本项目研究的钙钛矿太阳能电池:以钙钛矿结构的甲胺铅碘(如:MAPbI3)为吸收层的太阳能电池。甲胺铅碘是直接带隙半导体材料,吸收光谱宽、吸收强且载流子传输距离远。 该项目专注钙钛矿薄膜太阳能电池的产业化的瓶颈,发明了独特的钙钛矿制备工艺方法,掌握了大面积的钙钛矿薄膜的均一制备技术,拥有独立的自主知识产权。研究通过“蒸镀/溶液复合方法”制备大面积钙钛矿薄膜,采用蒸镀(PbI2)/溶液(MAI)的方法完美的实现了大面积钙钛矿薄膜均一性的难题,且整个过程都在低温(80度以下)完成,特别适合柔性薄膜太阳能电池的制备。同时,工艺过程兼容目前已有的真空设备与工艺,解决了试验成果产业化难的问题。目前实验室中实现最好钙钛矿电池转化效率19.6%,柔性薄膜太阳能电池效率超过17%。二、产品性能优势1.高效率(目前认证效率22.6%,会议报道效率超过25%,接近单结电池的理论极限)。 2.低成本(原料为普通碘化铅与有机铵类,价格便宜;且制备工艺与过程简单)。 3.制备过程可低温,适合柔性薄膜器件。--116--西安交通大学国家技术转移中心4.生产工艺与现有的生产设备和工艺相兼容,实现产业化生产相对容易。柔性薄膜太阳能电池技术对比:最高效率 原料成本 工艺复杂度 市场价格(预期价格) 功率重量比染料敏化太阳能电池 12% 低 中 高 低聚合物太阳能电池 14% 低 简单 高 低铜铟镓硒薄膜太阳能电池 22% 高 复杂 ¥15/W102W/kg非晶硅薄膜太阳能电池 13.6% 低 中 低102W/kg砷化镓薄膜太阳能电池 30% 中 复杂 $150/W102W/kg钙钛矿薄膜太阳能电池 22.1% 低 中 ¥10/W103W/kg三、市场前景及应用钙钛矿作为一种人工合成材料,在2009年首次被尝试应用于光伏发电领域后,因为性能优异、成本低廉、商业价值巨大,从此大放异彩。近年,全球顶尖科研机构和大型跨国公司,如牛津大学、瑞士洛桑联邦理工学院、日本松下、夏普、东芝等都投入了大量人力物力,力争早日实现量产。 甲基铵铅碘钙钛矿作为直接带隙半导体材料,突破以往硅基、砷化镓、化合物半导体、有机半导体等的材料功能瓶颈,在短短几年时间,其太阳能电池器件实现认证转化效率22.1%,以及新闻报道效率超过25%。2013年被美国Sciecne评为“十大科技突破”之一,是太阳能电池行业的革命性突破,具有颠覆性的意义。 作为轻质柔性薄膜太阳能电池(柔性)主要应用领域有:户外多功能充电电源;消费类电子产品电池备用充电系统;新型能源飞机、汽车等。如“阳光2号”太阳能动力飞机、新型阳光动力汽车;军事用途(单兵信息化野外电源补充、临近空间飞艇等电力来源;城市景观电力补充;布式智能楼宇供电、发电系统。四、技术成熟度概念验证原理样机工程样机中试产业化申请发明专利十余项。--117--西安交通大学国家技术转移中心五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议附图
钙钛矿发光二极管
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备发光二极管,具有半峰宽窄、带隙可调、可用溶液法制 备等优势。 钙钛矿 LED 为平面自发光器件,具有质量 轻、厚度薄、视角广、响应速度 快、可用于柔性显示、使用温度范围广、构造和制备工艺简单等优点,在屏幕显 示(手机、电视、电脑、VR 和车载设备等)和绿色健康灯光(无蓝光伤害)等 方面具有广泛应用前景。 钙钛矿成分设计、表面和结构工程使钙钛矿发光 LED 的效率迅速提高,当 前报道的高外量子效率主要集中于近红外和绿光,而高效的蓝光钙钛矿 LED 仍 然是一个挑战。同时,钙钛矿 LED 的工作稳定性相对较低,如何构建高效稳定 性的 LED 器件是课题组今后的重要研究方向。
钙钛矿太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备太阳能电池,具有吸光强、载流子迁移率高、带隙可调、 可用溶液法制备等优势。 钙钛矿太阳能电池是近年来快速发展起来的第三代光伏器件,其光电转化效 率(PCE)从 2009 年的 3.8%迅速提升到 2018 年的 23.3%,是有史以来所有光伏 技术中效率增长最快的一种。这主要得益于有机-无机杂化钙钛矿材料优异的光 电性质。钙钛矿/ 硅叠层电池有望提供比传统光伏电池更为高效、经济的太阳能 利用方案。 钙钛矿的化学组成调控、空间组成分布、相组成调控、本体和表面缺陷控制、 器件界面控制等,是目前进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率和长期工作稳定性 的关键科学问题。
钙钛矿层的成膜机制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
将混合钙钛矿溶液滴加在玻璃基板上并开始旋涂,随着旋涂过程中溶剂的挥 发和反溶剂甲苯的滴加,体系溶解度急剧下降 CsPbBr3 由于在 DMSO 中的溶解 度低而首先形核并快速长大,而 MABr 由于溶解度较大,后结晶析出,残留有 少量 MABr 在 CsPbBr3 晶界和表面上,最终得到 CsPbBr3MABr 准核一壳结构钙 钛矿薄膜。 由于 CsPbBr3 和 MABr 在极性溶剂 DMSO 溶解度差异大(CsPbBr3 约为 0.56M,MABr 大于 5M )这一特性,研究人员巧妙地在 CsPbBr3 的 DMSO 溶液 (0.5M)中加入有机胺盐 MABr,并精确调控 MABr 的量,作为新型混合钙钛 矿前驱液。 具有 CsPbBr3@MABr 核一壳结构的钙钛矿薄膜覆盖度高,表面平整,晶体 界面及表面的 MABr 能有效钝化 CsPbBr3 的缺陷态,且薄膜表面的 MABr 起到 了阻挡过量电子的注入,表现出优异的光电性能,将得到的薄膜用于钙钛矿 LED 器件得到外量子效率超过 17%,并通过进一步优化器件结构,在钙钛矿发光层和 电子传输层之间引入聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA)绝缘材料作为阻挡层,进一步改 善了器件中电子和空穴的注入平衡和界面特性,使器件的性能和稳定性都得到了 进一步的提高,最终得到了 EQE 超过 20%,寿命(T50)超过 100 小时的钙钛 矿 LED 器件。将钙钛矿 LED 的发展提到了一个新的高度。
一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质及其制备方法和应用 本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,所述富锂反钙钛矿氧化物复合电解质的材料包括聚合物、锂盐和填料,且所述填料为富锂反钙钛矿氧化物;其中,富锂反钙钛矿氧化物结构式通式为Li3?xHxOA1?yBy,其中A和B为卤素元素,0≤x≤1,0≤y≤1。以富锂反钙钛矿氧化物电解质为填料不仅能提高复合聚合物电解质的离子电导率、电化学窗口,而且能增加复合电解质的机械性能,降低电解质与锂基负极间的界面阻抗,使得到的复合电解质具有较高的锂离子电导率和良好的弯曲机械性能、较高的界面稳定性。
找到90项技术成果数据。
找技术 >毫米级大晶粒钙钛矿光伏电池的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性图一:金属有机钙钛矿多晶薄膜的粒径尺寸与溶液温度和溶剂的关系利用高温旋涂(hot casting)的方法在短时间内快速反应制备大尺寸晶粒、表面致密无针孔的有机金属钙钛矿多晶薄膜。通过增大晶粒尺寸,减小晶界面积,从而抑制钙钛矿薄膜内的离子迁移,消除器件光电特性中的迟滞现象,并提高器件在空气环境中的稳定性。图二:金属有机钙钛矿太阳能电池的器件结构及电压-电流特性曲线应用市场太阳能是可持续的绿色能源,利用无限的清洁太阳能来解决全球资源危机是人类当前最热切的课题之一。在这个舞台上,实现高太阳能光电转换效率和降低光伏器件的制造成本是至关重要的。近二十年来,太阳能电能转换技术领域已经开发出许多种光伏材料,如硅,Ⅲ-Ⅳ族化合物半导体,以及大量丰富的金属有机材料。第一代单晶硅太阳能电池在过去40年中不断发展,其客观的转换效率和相对较低的制造成本目前已经使得这种技术的发电成本趋近于常规燃料的成本。至于许多其他更新的太阳能电池技术,通常被称为第二代和第三代光伏技术,它们有可能成为更低成本的太阳能发电技术。仅举几例,薄膜技术如蒸镀半导体太阳能电池,基于有机半导体的溶液法制备的太阳能电池和染料敏化太阳能电池。我们统称这些技术是第二代太阳能电池。尽管第二代太阳能电池有巨大进步,但在过去10年的发展当中,他们的转换效率还是属于偏低的。譬如经过20年的研究,有机太阳能电池的效率还是在10%左右。近来,有机金属钙钛矿太阳能电池的性能已经快速超过许多新“第三代”光伏技术。在导入介孔结构以后的钙钛矿太阳能电池达到了22%左右的转换效率,是当前最有商业潜力的太阳能科技。近年来,钙钛矿太阳能电池的能量转换效率已经远远的超过了商业化的指标。当前的研究重点侧重于大电池的制备,生产工艺的完善和电池稳定性的提高。我们期望针对国家、广东省及深圳市汽车、电力、航空航天技术等领域对能源材料、能源转换和储能装置的重大需求和国内外发展趋势,通过本项目进一步改进提高现有的钙钛矿单晶薄膜制备工艺,生产出具有更高光电转化效率的太阳能电池器件。通过摸索工艺参数,在关键的制备技术和操作工艺上取得进展,为未来开发商业化的钙钛矿型太阳能电池产业提供技术支撑。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1641526061286.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1642002187122.png"/ /p
新一代钙钛矿光伏和锂离子电池的发展与应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性大晶粒高效钙钛矿首次合成大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿薄膜,并发现晶粒尺寸的增加和光伏效率密切相关,由此发明了光伏效率达到18%钙钛矿电池,是近年来非常高效的钙钛矿光伏之一。通过对钙钛矿的能带间隙和光学/电子性质的检测,特别选取3到5种被看好的材料进行合成,利用第I、IV族元素代替钙钛矿中的有机分子,制得能够捕获更长波长的太阳光子的窄带隙钙钛矿,进一步发展成环境友好的无铅钙钛矿光伏太阳能电池。基于建立新一代钙钛矿平面光伏的设计原则,实践实现具有高纯度、理想结晶度和光电性质的钙钛矿及界面材料,有效的传导电荷,进一步提高效率和稳定性。锂离子电池通过一种新颖的自下而上,多步有机合成的方法制备一系列的二维(2D )、三维(3D)纳米石墨烯及拥有各种官能团连接的纳米石墨烯薄片。将共价键合到中心氮原子上,使之自组装成高度有序的层次结构。该侧挂官能团在纳米石墨烯的周围可有效调控纳米石墨烯的电子密度以及薄片和薄片的间距。而且锂离子电池纳米石墨烯阳极表现出显着的周期稳定性和更增强的容量(高达1050mAh/g )。此外,将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。Figure 1 .SEM images of the perovskite film prepared by the solution made from (a) single-crystal MAPbI3 powders and (b)MAI+Pbl2应用市场当今世界的最先进的太阳能光伏材料是利用由精密的高温晶体生长过程中产生的高纯度单晶半导体。近年来以溶液加工材料来替代传统太阳能电池的技术可以保证以更低的成本来提供电力,但是一直到目前为止,这一研究方向仅仅取得了有限的成功。这是由于不同程度的缺陷存在于晶体和晶粒的界面。所以提高晶体尺寸和溶液生成薄膜的质量可以大幅度的改进光伏的效率和稳定性。本团队合成的大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿簿膜是发展在低温下生成高质量、低缺陷浓度的大颗粒的结晶薄膜。这个技术将克服长期以来晶体薄膜的缺陷和异质性的问题,并普遍适用于各种各样的光电和能源装置。本团队合成一系列的二维(2D)和三维(3D)纳米石墨烯,并用以制备锂离子电池。新一代的锂离子电池具有高容量(大于1000mAh/g)与高能量密度,同时具有优良的稳定性(大于1000个循环)。该项目克服了传统石墨负极在锂离子电池、锂空气电池的显著性能损失以及结构的不稳定性。以及利用新合成的纳米材料来进一步的增强锂离子电池的性能与优化纳米石墨烯阳极的结构。科研团队将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。结合前两部分工作,将太阳能电池与可循环蓄电的锂电池结合使用,通过将光能转换成电能并储藏在内置的锂电池里,太阳能移动电源可以给手机、数码相机、平板电脑等产品充电,既节能又环保。现在很多研发者认为石墨烯材质的锂电池是解决移动电子设备电池续航能力的重要突破,如果能够有效提升太阳能电池单位面积的转化率,那么随时随地移动充电的酷炫形式,将会成为未来能源应用问题的完美方式。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643411142588.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643392674504.png"/ /p
通过刮涂柔性钙钛矿太阳能电池制备方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法通过刮涂,它包括以下步骤 : 制备空穴传输层,钙钛矿型层和电子传输层上的柔性导电基板通过刮涂法。该方法制备工艺简单,具有对设备要求低,刮刀涂布方法使用的优点在于 : 能最大程度的节约了成本并可实现绿色生产。
可穿戴钙钛矿光伏模组的产业化印刷制备
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目以低污染可穿戴钙钛矿模组的印刷制备为目标,从残余应力调控角度出发,聚焦晶格一致性研究,通过温敏性添加剂热膨胀系数的应力释放作用调控薄膜晶格应力状态,通过双齿配位伤生分子修饰消除薄膜表面应力累积,结合物理封装策略,实现低铅泄露模组的印刷制备。
一种无掺杂钙钛矿太阳电池及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提供了一种无掺杂钙钛矿太阳电池的制备方法,属于太阳电池技术领域,该方法在导电衬底S上依次制备电子传输层E、钙钛矿有源层材料P、空穴传输层材料H、透明导电薄膜T以及金属电极M。利用无掺杂空穴(电子)传输层与钙钛矿有源层之间的功函数之差形成界面反型层,产生空穴(电子)选择收集的效果。上述钙钛矿太阳电池不涉及掺杂工艺,且H与T皆具有高透过、低寄生光吸收的特性,可有效降低器件缺陷态密度、提升器件稳定性与光谱相应,且制备方法简单,易于实施。
柔性轻质钙钛矿薄膜太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介太阳能电池领域的重要“革命”。钙钛矿固态太阳能电池在短短5年中,认证转化效率达到22.1%。超越了其他类型电池几十年的发展过程。其高效率,低成本,且制备工艺简单,因而成为太阳能电池行业最具颠覆性的竞争者。 钙钛矿型太阳能电池(perovskitesolarcells),是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池,也称作新概念太阳能电池。本项目研究的钙钛矿太阳能电池:以钙钛矿结构的甲胺铅碘(如:MAPbI3)为吸收层的太阳能电池。甲胺铅碘是直接带隙半导体材料,吸收光谱宽、吸收强且载流子传输距离远。 该项目专注钙钛矿薄膜太阳能电池的产业化的瓶颈,发明了独特的钙钛矿制备工艺方法,掌握了大面积的钙钛矿薄膜的均一制备技术,拥有独立的自主知识产权。研究通过“蒸镀/溶液复合方法”制备大面积钙钛矿薄膜,采用蒸镀(PbI2)/溶液(MAI)的方法完美的实现了大面积钙钛矿薄膜均一性的难题,且整个过程都在低温(80度以下)完成,特别适合柔性薄膜太阳能电池的制备。同时,工艺过程兼容目前已有的真空设备与工艺,解决了试验成果产业化难的问题。目前实验室中实现最好钙钛矿电池转化效率19.6%,柔性薄膜太阳能电池效率超过17%。二、产品性能优势1.高效率(目前认证效率22.6%,会议报道效率超过25%,接近单结电池的理论极限)。 2.低成本(原料为普通碘化铅与有机铵类,价格便宜;且制备工艺与过程简单)。 3.制备过程可低温,适合柔性薄膜器件。--116--西安交通大学国家技术转移中心4.生产工艺与现有的生产设备和工艺相兼容,实现产业化生产相对容易。柔性薄膜太阳能电池技术对比:最高效率 原料成本 工艺复杂度 市场价格(预期价格) 功率重量比染料敏化太阳能电池 12% 低 中 高 低聚合物太阳能电池 14% 低 简单 高 低铜铟镓硒薄膜太阳能电池 22% 高 复杂 ¥15/W102W/kg非晶硅薄膜太阳能电池 13.6% 低 中 低102W/kg砷化镓薄膜太阳能电池 30% 中 复杂 $150/W102W/kg钙钛矿薄膜太阳能电池 22.1% 低 中 ¥10/W103W/kg三、市场前景及应用钙钛矿作为一种人工合成材料,在2009年首次被尝试应用于光伏发电领域后,因为性能优异、成本低廉、商业价值巨大,从此大放异彩。近年,全球顶尖科研机构和大型跨国公司,如牛津大学、瑞士洛桑联邦理工学院、日本松下、夏普、东芝等都投入了大量人力物力,力争早日实现量产。 甲基铵铅碘钙钛矿作为直接带隙半导体材料,突破以往硅基、砷化镓、化合物半导体、有机半导体等的材料功能瓶颈,在短短几年时间,其太阳能电池器件实现认证转化效率22.1%,以及新闻报道效率超过25%。2013年被美国Sciecne评为“十大科技突破”之一,是太阳能电池行业的革命性突破,具有颠覆性的意义。 作为轻质柔性薄膜太阳能电池(柔性)主要应用领域有:户外多功能充电电源;消费类电子产品电池备用充电系统;新型能源飞机、汽车等。如“阳光2号”太阳能动力飞机、新型阳光动力汽车;军事用途(单兵信息化野外电源补充、临近空间飞艇等电力来源;城市景观电力补充;布式智能楼宇供电、发电系统。四、技术成熟度概念验证原理样机工程样机中试产业化申请发明专利十余项。--117--西安交通大学国家技术转移中心五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议附图
钙钛矿发光二极管
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备发光二极管,具有半峰宽窄、带隙可调、可用溶液法制 备等优势。 钙钛矿 LED 为平面自发光器件,具有质量 轻、厚度薄、视角广、响应速度 快、可用于柔性显示、使用温度范围广、构造和制备工艺简单等优点,在屏幕显 示(手机、电视、电脑、VR 和车载设备等)和绿色健康灯光(无蓝光伤害)等 方面具有广泛应用前景。 钙钛矿成分设计、表面和结构工程使钙钛矿发光 LED 的效率迅速提高,当 前报道的高外量子效率主要集中于近红外和绿光,而高效的蓝光钙钛矿 LED 仍 然是一个挑战。同时,钙钛矿 LED 的工作稳定性相对较低,如何构建高效稳定 性的 LED 器件是课题组今后的重要研究方向。
钙钛矿太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备太阳能电池,具有吸光强、载流子迁移率高、带隙可调、 可用溶液法制备等优势。 钙钛矿太阳能电池是近年来快速发展起来的第三代光伏器件,其光电转化效 率(PCE)从 2009 年的 3.8%迅速提升到 2018 年的 23.3%,是有史以来所有光伏 技术中效率增长最快的一种。这主要得益于有机-无机杂化钙钛矿材料优异的光 电性质。钙钛矿/ 硅叠层电池有望提供比传统光伏电池更为高效、经济的太阳能 利用方案。 钙钛矿的化学组成调控、空间组成分布、相组成调控、本体和表面缺陷控制、 器件界面控制等,是目前进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率和长期工作稳定性 的关键科学问题。
钙钛矿层的成膜机制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
将混合钙钛矿溶液滴加在玻璃基板上并开始旋涂,随着旋涂过程中溶剂的挥 发和反溶剂甲苯的滴加,体系溶解度急剧下降 CsPbBr3 由于在 DMSO 中的溶解 度低而首先形核并快速长大,而 MABr 由于溶解度较大,后结晶析出,残留有 少量 MABr 在 CsPbBr3 晶界和表面上,最终得到 CsPbBr3MABr 准核一壳结构钙 钛矿薄膜。 由于 CsPbBr3 和 MABr 在极性溶剂 DMSO 溶解度差异大(CsPbBr3 约为 0.56M,MABr 大于 5M )这一特性,研究人员巧妙地在 CsPbBr3 的 DMSO 溶液 (0.5M)中加入有机胺盐 MABr,并精确调控 MABr 的量,作为新型混合钙钛 矿前驱液。 具有 CsPbBr3@MABr 核一壳结构的钙钛矿薄膜覆盖度高,表面平整,晶体 界面及表面的 MABr 能有效钝化 CsPbBr3 的缺陷态,且薄膜表面的 MABr 起到 了阻挡过量电子的注入,表现出优异的光电性能,将得到的薄膜用于钙钛矿 LED 器件得到外量子效率超过 17%,并通过进一步优化器件结构,在钙钛矿发光层和 电子传输层之间引入聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA)绝缘材料作为阻挡层,进一步改 善了器件中电子和空穴的注入平衡和界面特性,使器件的性能和稳定性都得到了 进一步的提高,最终得到了 EQE 超过 20%,寿命(T50)超过 100 小时的钙钛 矿 LED 器件。将钙钛矿 LED 的发展提到了一个新的高度。
一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质及其制备方法和应用 本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,所述富锂反钙钛矿氧化物复合电解质的材料包括聚合物、锂盐和填料,且所述填料为富锂反钙钛矿氧化物;其中,富锂反钙钛矿氧化物结构式通式为Li3?xHxOA1?yBy,其中A和B为卤素元素,0≤x≤1,0≤y≤1。以富锂反钙钛矿氧化物电解质为填料不仅能提高复合聚合物电解质的离子电导率、电化学窗口,而且能增加复合电解质的机械性能,降低电解质与锂基负极间的界面阻抗,使得到的复合电解质具有较高的锂离子电导率和良好的弯曲机械性能、较高的界面稳定性。
找到90项技术成果数据。
找技术 >毫米级大晶粒钙钛矿光伏电池的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性图一:金属有机钙钛矿多晶薄膜的粒径尺寸与溶液温度和溶剂的关系利用高温旋涂(hot casting)的方法在短时间内快速反应制备大尺寸晶粒、表面致密无针孔的有机金属钙钛矿多晶薄膜。通过增大晶粒尺寸,减小晶界面积,从而抑制钙钛矿薄膜内的离子迁移,消除器件光电特性中的迟滞现象,并提高器件在空气环境中的稳定性。图二:金属有机钙钛矿太阳能电池的器件结构及电压-电流特性曲线应用市场太阳能是可持续的绿色能源,利用无限的清洁太阳能来解决全球资源危机是人类当前最热切的课题之一。在这个舞台上,实现高太阳能光电转换效率和降低光伏器件的制造成本是至关重要的。近二十年来,太阳能电能转换技术领域已经开发出许多种光伏材料,如硅,Ⅲ-Ⅳ族化合物半导体,以及大量丰富的金属有机材料。第一代单晶硅太阳能电池在过去40年中不断发展,其客观的转换效率和相对较低的制造成本目前已经使得这种技术的发电成本趋近于常规燃料的成本。至于许多其他更新的太阳能电池技术,通常被称为第二代和第三代光伏技术,它们有可能成为更低成本的太阳能发电技术。仅举几例,薄膜技术如蒸镀半导体太阳能电池,基于有机半导体的溶液法制备的太阳能电池和染料敏化太阳能电池。我们统称这些技术是第二代太阳能电池。尽管第二代太阳能电池有巨大进步,但在过去10年的发展当中,他们的转换效率还是属于偏低的。譬如经过20年的研究,有机太阳能电池的效率还是在10%左右。近来,有机金属钙钛矿太阳能电池的性能已经快速超过许多新“第三代”光伏技术。在导入介孔结构以后的钙钛矿太阳能电池达到了22%左右的转换效率,是当前最有商业潜力的太阳能科技。近年来,钙钛矿太阳能电池的能量转换效率已经远远的超过了商业化的指标。当前的研究重点侧重于大电池的制备,生产工艺的完善和电池稳定性的提高。我们期望针对国家、广东省及深圳市汽车、电力、航空航天技术等领域对能源材料、能源转换和储能装置的重大需求和国内外发展趋势,通过本项目进一步改进提高现有的钙钛矿单晶薄膜制备工艺,生产出具有更高光电转化效率的太阳能电池器件。通过摸索工艺参数,在关键的制备技术和操作工艺上取得进展,为未来开发商业化的钙钛矿型太阳能电池产业提供技术支撑。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1641526061286.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1642002187122.png"/ /p
新一代钙钛矿光伏和锂离子电池的发展与应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性大晶粒高效钙钛矿首次合成大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿薄膜,并发现晶粒尺寸的增加和光伏效率密切相关,由此发明了光伏效率达到18%钙钛矿电池,是近年来非常高效的钙钛矿光伏之一。通过对钙钛矿的能带间隙和光学/电子性质的检测,特别选取3到5种被看好的材料进行合成,利用第I、IV族元素代替钙钛矿中的有机分子,制得能够捕获更长波长的太阳光子的窄带隙钙钛矿,进一步发展成环境友好的无铅钙钛矿光伏太阳能电池。基于建立新一代钙钛矿平面光伏的设计原则,实践实现具有高纯度、理想结晶度和光电性质的钙钛矿及界面材料,有效的传导电荷,进一步提高效率和稳定性。锂离子电池通过一种新颖的自下而上,多步有机合成的方法制备一系列的二维(2D )、三维(3D)纳米石墨烯及拥有各种官能团连接的纳米石墨烯薄片。将共价键合到中心氮原子上,使之自组装成高度有序的层次结构。该侧挂官能团在纳米石墨烯的周围可有效调控纳米石墨烯的电子密度以及薄片和薄片的间距。而且锂离子电池纳米石墨烯阳极表现出显着的周期稳定性和更增强的容量(高达1050mAh/g )。此外,将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。Figure 1 .SEM images of the perovskite film prepared by the solution made from (a) single-crystal MAPbI3 powders and (b)MAI+Pbl2应用市场当今世界的最先进的太阳能光伏材料是利用由精密的高温晶体生长过程中产生的高纯度单晶半导体。近年来以溶液加工材料来替代传统太阳能电池的技术可以保证以更低的成本来提供电力,但是一直到目前为止,这一研究方向仅仅取得了有限的成功。这是由于不同程度的缺陷存在于晶体和晶粒的界面。所以提高晶体尺寸和溶液生成薄膜的质量可以大幅度的改进光伏的效率和稳定性。本团队合成的大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿簿膜是发展在低温下生成高质量、低缺陷浓度的大颗粒的结晶薄膜。这个技术将克服长期以来晶体薄膜的缺陷和异质性的问题,并普遍适用于各种各样的光电和能源装置。本团队合成一系列的二维(2D)和三维(3D)纳米石墨烯,并用以制备锂离子电池。新一代的锂离子电池具有高容量(大于1000mAh/g)与高能量密度,同时具有优良的稳定性(大于1000个循环)。该项目克服了传统石墨负极在锂离子电池、锂空气电池的显著性能损失以及结构的不稳定性。以及利用新合成的纳米材料来进一步的增强锂离子电池的性能与优化纳米石墨烯阳极的结构。科研团队将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。结合前两部分工作,将太阳能电池与可循环蓄电的锂电池结合使用,通过将光能转换成电能并储藏在内置的锂电池里,太阳能移动电源可以给手机、数码相机、平板电脑等产品充电,既节能又环保。现在很多研发者认为石墨烯材质的锂电池是解决移动电子设备电池续航能力的重要突破,如果能够有效提升太阳能电池单位面积的转化率,那么随时随地移动充电的酷炫形式,将会成为未来能源应用问题的完美方式。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643411142588.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643392674504.png"/ /p
通过刮涂柔性钙钛矿太阳能电池制备方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法通过刮涂,它包括以下步骤 : 制备空穴传输层,钙钛矿型层和电子传输层上的柔性导电基板通过刮涂法。该方法制备工艺简单,具有对设备要求低,刮刀涂布方法使用的优点在于 : 能最大程度的节约了成本并可实现绿色生产。
可穿戴钙钛矿光伏模组的产业化印刷制备
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目以低污染可穿戴钙钛矿模组的印刷制备为目标,从残余应力调控角度出发,聚焦晶格一致性研究,通过温敏性添加剂热膨胀系数的应力释放作用调控薄膜晶格应力状态,通过双齿配位伤生分子修饰消除薄膜表面应力累积,结合物理封装策略,实现低铅泄露模组的印刷制备。
一种无掺杂钙钛矿太阳电池及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提供了一种无掺杂钙钛矿太阳电池的制备方法,属于太阳电池技术领域,该方法在导电衬底S上依次制备电子传输层E、钙钛矿有源层材料P、空穴传输层材料H、透明导电薄膜T以及金属电极M。利用无掺杂空穴(电子)传输层与钙钛矿有源层之间的功函数之差形成界面反型层,产生空穴(电子)选择收集的效果。上述钙钛矿太阳电池不涉及掺杂工艺,且H与T皆具有高透过、低寄生光吸收的特性,可有效降低器件缺陷态密度、提升器件稳定性与光谱相应,且制备方法简单,易于实施。
柔性轻质钙钛矿薄膜太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介太阳能电池领域的重要“革命”。钙钛矿固态太阳能电池在短短5年中,认证转化效率达到22.1%。超越了其他类型电池几十年的发展过程。其高效率,低成本,且制备工艺简单,因而成为太阳能电池行业最具颠覆性的竞争者。 钙钛矿型太阳能电池(perovskitesolarcells),是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池,也称作新概念太阳能电池。本项目研究的钙钛矿太阳能电池:以钙钛矿结构的甲胺铅碘(如:MAPbI3)为吸收层的太阳能电池。甲胺铅碘是直接带隙半导体材料,吸收光谱宽、吸收强且载流子传输距离远。 该项目专注钙钛矿薄膜太阳能电池的产业化的瓶颈,发明了独特的钙钛矿制备工艺方法,掌握了大面积的钙钛矿薄膜的均一制备技术,拥有独立的自主知识产权。研究通过“蒸镀/溶液复合方法”制备大面积钙钛矿薄膜,采用蒸镀(PbI2)/溶液(MAI)的方法完美的实现了大面积钙钛矿薄膜均一性的难题,且整个过程都在低温(80度以下)完成,特别适合柔性薄膜太阳能电池的制备。同时,工艺过程兼容目前已有的真空设备与工艺,解决了试验成果产业化难的问题。目前实验室中实现最好钙钛矿电池转化效率19.6%,柔性薄膜太阳能电池效率超过17%。二、产品性能优势1.高效率(目前认证效率22.6%,会议报道效率超过25%,接近单结电池的理论极限)。 2.低成本(原料为普通碘化铅与有机铵类,价格便宜;且制备工艺与过程简单)。 3.制备过程可低温,适合柔性薄膜器件。--116--西安交通大学国家技术转移中心4.生产工艺与现有的生产设备和工艺相兼容,实现产业化生产相对容易。柔性薄膜太阳能电池技术对比:最高效率 原料成本 工艺复杂度 市场价格(预期价格) 功率重量比染料敏化太阳能电池 12% 低 中 高 低聚合物太阳能电池 14% 低 简单 高 低铜铟镓硒薄膜太阳能电池 22% 高 复杂 ¥15/W102W/kg非晶硅薄膜太阳能电池 13.6% 低 中 低102W/kg砷化镓薄膜太阳能电池 30% 中 复杂 $150/W102W/kg钙钛矿薄膜太阳能电池 22.1% 低 中 ¥10/W103W/kg三、市场前景及应用钙钛矿作为一种人工合成材料,在2009年首次被尝试应用于光伏发电领域后,因为性能优异、成本低廉、商业价值巨大,从此大放异彩。近年,全球顶尖科研机构和大型跨国公司,如牛津大学、瑞士洛桑联邦理工学院、日本松下、夏普、东芝等都投入了大量人力物力,力争早日实现量产。 甲基铵铅碘钙钛矿作为直接带隙半导体材料,突破以往硅基、砷化镓、化合物半导体、有机半导体等的材料功能瓶颈,在短短几年时间,其太阳能电池器件实现认证转化效率22.1%,以及新闻报道效率超过25%。2013年被美国Sciecne评为“十大科技突破”之一,是太阳能电池行业的革命性突破,具有颠覆性的意义。 作为轻质柔性薄膜太阳能电池(柔性)主要应用领域有:户外多功能充电电源;消费类电子产品电池备用充电系统;新型能源飞机、汽车等。如“阳光2号”太阳能动力飞机、新型阳光动力汽车;军事用途(单兵信息化野外电源补充、临近空间飞艇等电力来源;城市景观电力补充;布式智能楼宇供电、发电系统。四、技术成熟度概念验证原理样机工程样机中试产业化申请发明专利十余项。--117--西安交通大学国家技术转移中心五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议附图
钙钛矿发光二极管
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备发光二极管,具有半峰宽窄、带隙可调、可用溶液法制 备等优势。 钙钛矿 LED 为平面自发光器件,具有质量 轻、厚度薄、视角广、响应速度 快、可用于柔性显示、使用温度范围广、构造和制备工艺简单等优点,在屏幕显 示(手机、电视、电脑、VR 和车载设备等)和绿色健康灯光(无蓝光伤害)等 方面具有广泛应用前景。 钙钛矿成分设计、表面和结构工程使钙钛矿发光 LED 的效率迅速提高,当 前报道的高外量子效率主要集中于近红外和绿光,而高效的蓝光钙钛矿 LED 仍 然是一个挑战。同时,钙钛矿 LED 的工作稳定性相对较低,如何构建高效稳定 性的 LED 器件是课题组今后的重要研究方向。
钙钛矿太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备太阳能电池,具有吸光强、载流子迁移率高、带隙可调、 可用溶液法制备等优势。 钙钛矿太阳能电池是近年来快速发展起来的第三代光伏器件,其光电转化效 率(PCE)从 2009 年的 3.8%迅速提升到 2018 年的 23.3%,是有史以来所有光伏 技术中效率增长最快的一种。这主要得益于有机-无机杂化钙钛矿材料优异的光 电性质。钙钛矿/ 硅叠层电池有望提供比传统光伏电池更为高效、经济的太阳能 利用方案。 钙钛矿的化学组成调控、空间组成分布、相组成调控、本体和表面缺陷控制、 器件界面控制等,是目前进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率和长期工作稳定性 的关键科学问题。
钙钛矿层的成膜机制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
将混合钙钛矿溶液滴加在玻璃基板上并开始旋涂,随着旋涂过程中溶剂的挥 发和反溶剂甲苯的滴加,体系溶解度急剧下降 CsPbBr3 由于在 DMSO 中的溶解 度低而首先形核并快速长大,而 MABr 由于溶解度较大,后结晶析出,残留有 少量 MABr 在 CsPbBr3 晶界和表面上,最终得到 CsPbBr3MABr 准核一壳结构钙 钛矿薄膜。 由于 CsPbBr3 和 MABr 在极性溶剂 DMSO 溶解度差异大(CsPbBr3 约为 0.56M,MABr 大于 5M )这一特性,研究人员巧妙地在 CsPbBr3 的 DMSO 溶液 (0.5M)中加入有机胺盐 MABr,并精确调控 MABr 的量,作为新型混合钙钛 矿前驱液。 具有 CsPbBr3@MABr 核一壳结构的钙钛矿薄膜覆盖度高,表面平整,晶体 界面及表面的 MABr 能有效钝化 CsPbBr3 的缺陷态,且薄膜表面的 MABr 起到 了阻挡过量电子的注入,表现出优异的光电性能,将得到的薄膜用于钙钛矿 LED 器件得到外量子效率超过 17%,并通过进一步优化器件结构,在钙钛矿发光层和 电子传输层之间引入聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA)绝缘材料作为阻挡层,进一步改 善了器件中电子和空穴的注入平衡和界面特性,使器件的性能和稳定性都得到了 进一步的提高,最终得到了 EQE 超过 20%,寿命(T50)超过 100 小时的钙钛 矿 LED 器件。将钙钛矿 LED 的发展提到了一个新的高度。
一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质及其制备方法和应用 本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,所述富锂反钙钛矿氧化物复合电解质的材料包括聚合物、锂盐和填料,且所述填料为富锂反钙钛矿氧化物;其中,富锂反钙钛矿氧化物结构式通式为Li3?xHxOA1?yBy,其中A和B为卤素元素,0≤x≤1,0≤y≤1。以富锂反钙钛矿氧化物电解质为填料不仅能提高复合聚合物电解质的离子电导率、电化学窗口,而且能增加复合电解质的机械性能,降低电解质与锂基负极间的界面阻抗,使得到的复合电解质具有较高的锂离子电导率和良好的弯曲机械性能、较高的界面稳定性。
找到90项技术成果数据。
找技术 >毫米级大晶粒钙钛矿光伏电池的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性图一:金属有机钙钛矿多晶薄膜的粒径尺寸与溶液温度和溶剂的关系利用高温旋涂(hot casting)的方法在短时间内快速反应制备大尺寸晶粒、表面致密无针孔的有机金属钙钛矿多晶薄膜。通过增大晶粒尺寸,减小晶界面积,从而抑制钙钛矿薄膜内的离子迁移,消除器件光电特性中的迟滞现象,并提高器件在空气环境中的稳定性。图二:金属有机钙钛矿太阳能电池的器件结构及电压-电流特性曲线应用市场太阳能是可持续的绿色能源,利用无限的清洁太阳能来解决全球资源危机是人类当前最热切的课题之一。在这个舞台上,实现高太阳能光电转换效率和降低光伏器件的制造成本是至关重要的。近二十年来,太阳能电能转换技术领域已经开发出许多种光伏材料,如硅,Ⅲ-Ⅳ族化合物半导体,以及大量丰富的金属有机材料。第一代单晶硅太阳能电池在过去40年中不断发展,其客观的转换效率和相对较低的制造成本目前已经使得这种技术的发电成本趋近于常规燃料的成本。至于许多其他更新的太阳能电池技术,通常被称为第二代和第三代光伏技术,它们有可能成为更低成本的太阳能发电技术。仅举几例,薄膜技术如蒸镀半导体太阳能电池,基于有机半导体的溶液法制备的太阳能电池和染料敏化太阳能电池。我们统称这些技术是第二代太阳能电池。尽管第二代太阳能电池有巨大进步,但在过去10年的发展当中,他们的转换效率还是属于偏低的。譬如经过20年的研究,有机太阳能电池的效率还是在10%左右。近来,有机金属钙钛矿太阳能电池的性能已经快速超过许多新“第三代”光伏技术。在导入介孔结构以后的钙钛矿太阳能电池达到了22%左右的转换效率,是当前最有商业潜力的太阳能科技。近年来,钙钛矿太阳能电池的能量转换效率已经远远的超过了商业化的指标。当前的研究重点侧重于大电池的制备,生产工艺的完善和电池稳定性的提高。我们期望针对国家、广东省及深圳市汽车、电力、航空航天技术等领域对能源材料、能源转换和储能装置的重大需求和国内外发展趋势,通过本项目进一步改进提高现有的钙钛矿单晶薄膜制备工艺,生产出具有更高光电转化效率的太阳能电池器件。通过摸索工艺参数,在关键的制备技术和操作工艺上取得进展,为未来开发商业化的钙钛矿型太阳能电池产业提供技术支撑。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1641526061286.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1642002187122.png"/ /p
新一代钙钛矿光伏和锂离子电池的发展与应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性大晶粒高效钙钛矿首次合成大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿薄膜,并发现晶粒尺寸的增加和光伏效率密切相关,由此发明了光伏效率达到18%钙钛矿电池,是近年来非常高效的钙钛矿光伏之一。通过对钙钛矿的能带间隙和光学/电子性质的检测,特别选取3到5种被看好的材料进行合成,利用第I、IV族元素代替钙钛矿中的有机分子,制得能够捕获更长波长的太阳光子的窄带隙钙钛矿,进一步发展成环境友好的无铅钙钛矿光伏太阳能电池。基于建立新一代钙钛矿平面光伏的设计原则,实践实现具有高纯度、理想结晶度和光电性质的钙钛矿及界面材料,有效的传导电荷,进一步提高效率和稳定性。锂离子电池通过一种新颖的自下而上,多步有机合成的方法制备一系列的二维(2D )、三维(3D)纳米石墨烯及拥有各种官能团连接的纳米石墨烯薄片。将共价键合到中心氮原子上,使之自组装成高度有序的层次结构。该侧挂官能团在纳米石墨烯的周围可有效调控纳米石墨烯的电子密度以及薄片和薄片的间距。而且锂离子电池纳米石墨烯阳极表现出显着的周期稳定性和更增强的容量(高达1050mAh/g )。此外,将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。Figure 1 .SEM images of the perovskite film prepared by the solution made from (a) single-crystal MAPbI3 powders and (b)MAI+Pbl2应用市场当今世界的最先进的太阳能光伏材料是利用由精密的高温晶体生长过程中产生的高纯度单晶半导体。近年来以溶液加工材料来替代传统太阳能电池的技术可以保证以更低的成本来提供电力,但是一直到目前为止,这一研究方向仅仅取得了有限的成功。这是由于不同程度的缺陷存在于晶体和晶粒的界面。所以提高晶体尺寸和溶液生成薄膜的质量可以大幅度的改进光伏的效率和稳定性。本团队合成的大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿簿膜是发展在低温下生成高质量、低缺陷浓度的大颗粒的结晶薄膜。这个技术将克服长期以来晶体薄膜的缺陷和异质性的问题,并普遍适用于各种各样的光电和能源装置。本团队合成一系列的二维(2D)和三维(3D)纳米石墨烯,并用以制备锂离子电池。新一代的锂离子电池具有高容量(大于1000mAh/g)与高能量密度,同时具有优良的稳定性(大于1000个循环)。该项目克服了传统石墨负极在锂离子电池、锂空气电池的显著性能损失以及结构的不稳定性。以及利用新合成的纳米材料来进一步的增强锂离子电池的性能与优化纳米石墨烯阳极的结构。科研团队将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。结合前两部分工作,将太阳能电池与可循环蓄电的锂电池结合使用,通过将光能转换成电能并储藏在内置的锂电池里,太阳能移动电源可以给手机、数码相机、平板电脑等产品充电,既节能又环保。现在很多研发者认为石墨烯材质的锂电池是解决移动电子设备电池续航能力的重要突破,如果能够有效提升太阳能电池单位面积的转化率,那么随时随地移动充电的酷炫形式,将会成为未来能源应用问题的完美方式。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643411142588.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643392674504.png"/ /p
通过刮涂柔性钙钛矿太阳能电池制备方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法通过刮涂,它包括以下步骤 : 制备空穴传输层,钙钛矿型层和电子传输层上的柔性导电基板通过刮涂法。该方法制备工艺简单,具有对设备要求低,刮刀涂布方法使用的优点在于 : 能最大程度的节约了成本并可实现绿色生产。
可穿戴钙钛矿光伏模组的产业化印刷制备
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目以低污染可穿戴钙钛矿模组的印刷制备为目标,从残余应力调控角度出发,聚焦晶格一致性研究,通过温敏性添加剂热膨胀系数的应力释放作用调控薄膜晶格应力状态,通过双齿配位伤生分子修饰消除薄膜表面应力累积,结合物理封装策略,实现低铅泄露模组的印刷制备。
一种无掺杂钙钛矿太阳电池及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提供了一种无掺杂钙钛矿太阳电池的制备方法,属于太阳电池技术领域,该方法在导电衬底S上依次制备电子传输层E、钙钛矿有源层材料P、空穴传输层材料H、透明导电薄膜T以及金属电极M。利用无掺杂空穴(电子)传输层与钙钛矿有源层之间的功函数之差形成界面反型层,产生空穴(电子)选择收集的效果。上述钙钛矿太阳电池不涉及掺杂工艺,且H与T皆具有高透过、低寄生光吸收的特性,可有效降低器件缺陷态密度、提升器件稳定性与光谱相应,且制备方法简单,易于实施。
柔性轻质钙钛矿薄膜太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介太阳能电池领域的重要“革命”。钙钛矿固态太阳能电池在短短5年中,认证转化效率达到22.1%。超越了其他类型电池几十年的发展过程。其高效率,低成本,且制备工艺简单,因而成为太阳能电池行业最具颠覆性的竞争者。 钙钛矿型太阳能电池(perovskitesolarcells),是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池,也称作新概念太阳能电池。本项目研究的钙钛矿太阳能电池:以钙钛矿结构的甲胺铅碘(如:MAPbI3)为吸收层的太阳能电池。甲胺铅碘是直接带隙半导体材料,吸收光谱宽、吸收强且载流子传输距离远。 该项目专注钙钛矿薄膜太阳能电池的产业化的瓶颈,发明了独特的钙钛矿制备工艺方法,掌握了大面积的钙钛矿薄膜的均一制备技术,拥有独立的自主知识产权。研究通过“蒸镀/溶液复合方法”制备大面积钙钛矿薄膜,采用蒸镀(PbI2)/溶液(MAI)的方法完美的实现了大面积钙钛矿薄膜均一性的难题,且整个过程都在低温(80度以下)完成,特别适合柔性薄膜太阳能电池的制备。同时,工艺过程兼容目前已有的真空设备与工艺,解决了试验成果产业化难的问题。目前实验室中实现最好钙钛矿电池转化效率19.6%,柔性薄膜太阳能电池效率超过17%。二、产品性能优势1.高效率(目前认证效率22.6%,会议报道效率超过25%,接近单结电池的理论极限)。 2.低成本(原料为普通碘化铅与有机铵类,价格便宜;且制备工艺与过程简单)。 3.制备过程可低温,适合柔性薄膜器件。--116--西安交通大学国家技术转移中心4.生产工艺与现有的生产设备和工艺相兼容,实现产业化生产相对容易。柔性薄膜太阳能电池技术对比:最高效率 原料成本 工艺复杂度 市场价格(预期价格) 功率重量比染料敏化太阳能电池 12% 低 中 高 低聚合物太阳能电池 14% 低 简单 高 低铜铟镓硒薄膜太阳能电池 22% 高 复杂 ¥15/W102W/kg非晶硅薄膜太阳能电池 13.6% 低 中 低102W/kg砷化镓薄膜太阳能电池 30% 中 复杂 $150/W102W/kg钙钛矿薄膜太阳能电池 22.1% 低 中 ¥10/W103W/kg三、市场前景及应用钙钛矿作为一种人工合成材料,在2009年首次被尝试应用于光伏发电领域后,因为性能优异、成本低廉、商业价值巨大,从此大放异彩。近年,全球顶尖科研机构和大型跨国公司,如牛津大学、瑞士洛桑联邦理工学院、日本松下、夏普、东芝等都投入了大量人力物力,力争早日实现量产。 甲基铵铅碘钙钛矿作为直接带隙半导体材料,突破以往硅基、砷化镓、化合物半导体、有机半导体等的材料功能瓶颈,在短短几年时间,其太阳能电池器件实现认证转化效率22.1%,以及新闻报道效率超过25%。2013年被美国Sciecne评为“十大科技突破”之一,是太阳能电池行业的革命性突破,具有颠覆性的意义。 作为轻质柔性薄膜太阳能电池(柔性)主要应用领域有:户外多功能充电电源;消费类电子产品电池备用充电系统;新型能源飞机、汽车等。如“阳光2号”太阳能动力飞机、新型阳光动力汽车;军事用途(单兵信息化野外电源补充、临近空间飞艇等电力来源;城市景观电力补充;布式智能楼宇供电、发电系统。四、技术成熟度概念验证原理样机工程样机中试产业化申请发明专利十余项。--117--西安交通大学国家技术转移中心五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议附图
钙钛矿发光二极管
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备发光二极管,具有半峰宽窄、带隙可调、可用溶液法制 备等优势。 钙钛矿 LED 为平面自发光器件,具有质量 轻、厚度薄、视角广、响应速度 快、可用于柔性显示、使用温度范围广、构造和制备工艺简单等优点,在屏幕显 示(手机、电视、电脑、VR 和车载设备等)和绿色健康灯光(无蓝光伤害)等 方面具有广泛应用前景。 钙钛矿成分设计、表面和结构工程使钙钛矿发光 LED 的效率迅速提高,当 前报道的高外量子效率主要集中于近红外和绿光,而高效的蓝光钙钛矿 LED 仍 然是一个挑战。同时,钙钛矿 LED 的工作稳定性相对较低,如何构建高效稳定 性的 LED 器件是课题组今后的重要研究方向。
钙钛矿太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备太阳能电池,具有吸光强、载流子迁移率高、带隙可调、 可用溶液法制备等优势。 钙钛矿太阳能电池是近年来快速发展起来的第三代光伏器件,其光电转化效 率(PCE)从 2009 年的 3.8%迅速提升到 2018 年的 23.3%,是有史以来所有光伏 技术中效率增长最快的一种。这主要得益于有机-无机杂化钙钛矿材料优异的光 电性质。钙钛矿/ 硅叠层电池有望提供比传统光伏电池更为高效、经济的太阳能 利用方案。 钙钛矿的化学组成调控、空间组成分布、相组成调控、本体和表面缺陷控制、 器件界面控制等,是目前进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率和长期工作稳定性 的关键科学问题。
钙钛矿层的成膜机制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
将混合钙钛矿溶液滴加在玻璃基板上并开始旋涂,随着旋涂过程中溶剂的挥 发和反溶剂甲苯的滴加,体系溶解度急剧下降 CsPbBr3 由于在 DMSO 中的溶解 度低而首先形核并快速长大,而 MABr 由于溶解度较大,后结晶析出,残留有 少量 MABr 在 CsPbBr3 晶界和表面上,最终得到 CsPbBr3MABr 准核一壳结构钙 钛矿薄膜。 由于 CsPbBr3 和 MABr 在极性溶剂 DMSO 溶解度差异大(CsPbBr3 约为 0.56M,MABr 大于 5M )这一特性,研究人员巧妙地在 CsPbBr3 的 DMSO 溶液 (0.5M)中加入有机胺盐 MABr,并精确调控 MABr 的量,作为新型混合钙钛 矿前驱液。 具有 CsPbBr3@MABr 核一壳结构的钙钛矿薄膜覆盖度高,表面平整,晶体 界面及表面的 MABr 能有效钝化 CsPbBr3 的缺陷态,且薄膜表面的 MABr 起到 了阻挡过量电子的注入,表现出优异的光电性能,将得到的薄膜用于钙钛矿 LED 器件得到外量子效率超过 17%,并通过进一步优化器件结构,在钙钛矿发光层和 电子传输层之间引入聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA)绝缘材料作为阻挡层,进一步改 善了器件中电子和空穴的注入平衡和界面特性,使器件的性能和稳定性都得到了 进一步的提高,最终得到了 EQE 超过 20%,寿命(T50)超过 100 小时的钙钛 矿 LED 器件。将钙钛矿 LED 的发展提到了一个新的高度。
一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质及其制备方法和应用 本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,所述富锂反钙钛矿氧化物复合电解质的材料包括聚合物、锂盐和填料,且所述填料为富锂反钙钛矿氧化物;其中,富锂反钙钛矿氧化物结构式通式为Li3?xHxOA1?yBy,其中A和B为卤素元素,0≤x≤1,0≤y≤1。以富锂反钙钛矿氧化物电解质为填料不仅能提高复合聚合物电解质的离子电导率、电化学窗口,而且能增加复合电解质的机械性能,降低电解质与锂基负极间的界面阻抗,使得到的复合电解质具有较高的锂离子电导率和良好的弯曲机械性能、较高的界面稳定性。
找到90项技术成果数据。
找技术 >毫米级大晶粒钙钛矿光伏电池的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性图一:金属有机钙钛矿多晶薄膜的粒径尺寸与溶液温度和溶剂的关系利用高温旋涂(hot casting)的方法在短时间内快速反应制备大尺寸晶粒、表面致密无针孔的有机金属钙钛矿多晶薄膜。通过增大晶粒尺寸,减小晶界面积,从而抑制钙钛矿薄膜内的离子迁移,消除器件光电特性中的迟滞现象,并提高器件在空气环境中的稳定性。图二:金属有机钙钛矿太阳能电池的器件结构及电压-电流特性曲线应用市场太阳能是可持续的绿色能源,利用无限的清洁太阳能来解决全球资源危机是人类当前最热切的课题之一。在这个舞台上,实现高太阳能光电转换效率和降低光伏器件的制造成本是至关重要的。近二十年来,太阳能电能转换技术领域已经开发出许多种光伏材料,如硅,Ⅲ-Ⅳ族化合物半导体,以及大量丰富的金属有机材料。第一代单晶硅太阳能电池在过去40年中不断发展,其客观的转换效率和相对较低的制造成本目前已经使得这种技术的发电成本趋近于常规燃料的成本。至于许多其他更新的太阳能电池技术,通常被称为第二代和第三代光伏技术,它们有可能成为更低成本的太阳能发电技术。仅举几例,薄膜技术如蒸镀半导体太阳能电池,基于有机半导体的溶液法制备的太阳能电池和染料敏化太阳能电池。我们统称这些技术是第二代太阳能电池。尽管第二代太阳能电池有巨大进步,但在过去10年的发展当中,他们的转换效率还是属于偏低的。譬如经过20年的研究,有机太阳能电池的效率还是在10%左右。近来,有机金属钙钛矿太阳能电池的性能已经快速超过许多新“第三代”光伏技术。在导入介孔结构以后的钙钛矿太阳能电池达到了22%左右的转换效率,是当前最有商业潜力的太阳能科技。近年来,钙钛矿太阳能电池的能量转换效率已经远远的超过了商业化的指标。当前的研究重点侧重于大电池的制备,生产工艺的完善和电池稳定性的提高。我们期望针对国家、广东省及深圳市汽车、电力、航空航天技术等领域对能源材料、能源转换和储能装置的重大需求和国内外发展趋势,通过本项目进一步改进提高现有的钙钛矿单晶薄膜制备工艺,生产出具有更高光电转化效率的太阳能电池器件。通过摸索工艺参数,在关键的制备技术和操作工艺上取得进展,为未来开发商业化的钙钛矿型太阳能电池产业提供技术支撑。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1641526061286.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1642002187122.png"/ /p
新一代钙钛矿光伏和锂离子电池的发展与应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性大晶粒高效钙钛矿首次合成大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿薄膜,并发现晶粒尺寸的增加和光伏效率密切相关,由此发明了光伏效率达到18%钙钛矿电池,是近年来非常高效的钙钛矿光伏之一。通过对钙钛矿的能带间隙和光学/电子性质的检测,特别选取3到5种被看好的材料进行合成,利用第I、IV族元素代替钙钛矿中的有机分子,制得能够捕获更长波长的太阳光子的窄带隙钙钛矿,进一步发展成环境友好的无铅钙钛矿光伏太阳能电池。基于建立新一代钙钛矿平面光伏的设计原则,实践实现具有高纯度、理想结晶度和光电性质的钙钛矿及界面材料,有效的传导电荷,进一步提高效率和稳定性。锂离子电池通过一种新颖的自下而上,多步有机合成的方法制备一系列的二维(2D )、三维(3D)纳米石墨烯及拥有各种官能团连接的纳米石墨烯薄片。将共价键合到中心氮原子上,使之自组装成高度有序的层次结构。该侧挂官能团在纳米石墨烯的周围可有效调控纳米石墨烯的电子密度以及薄片和薄片的间距。而且锂离子电池纳米石墨烯阳极表现出显着的周期稳定性和更增强的容量(高达1050mAh/g )。此外,将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。Figure 1 .SEM images of the perovskite film prepared by the solution made from (a) single-crystal MAPbI3 powders and (b)MAI+Pbl2应用市场当今世界的最先进的太阳能光伏材料是利用由精密的高温晶体生长过程中产生的高纯度单晶半导体。近年来以溶液加工材料来替代传统太阳能电池的技术可以保证以更低的成本来提供电力,但是一直到目前为止,这一研究方向仅仅取得了有限的成功。这是由于不同程度的缺陷存在于晶体和晶粒的界面。所以提高晶体尺寸和溶液生成薄膜的质量可以大幅度的改进光伏的效率和稳定性。本团队合成的大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿簿膜是发展在低温下生成高质量、低缺陷浓度的大颗粒的结晶薄膜。这个技术将克服长期以来晶体薄膜的缺陷和异质性的问题,并普遍适用于各种各样的光电和能源装置。本团队合成一系列的二维(2D)和三维(3D)纳米石墨烯,并用以制备锂离子电池。新一代的锂离子电池具有高容量(大于1000mAh/g)与高能量密度,同时具有优良的稳定性(大于1000个循环)。该项目克服了传统石墨负极在锂离子电池、锂空气电池的显著性能损失以及结构的不稳定性。以及利用新合成的纳米材料来进一步的增强锂离子电池的性能与优化纳米石墨烯阳极的结构。科研团队将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。结合前两部分工作,将太阳能电池与可循环蓄电的锂电池结合使用,通过将光能转换成电能并储藏在内置的锂电池里,太阳能移动电源可以给手机、数码相机、平板电脑等产品充电,既节能又环保。现在很多研发者认为石墨烯材质的锂电池是解决移动电子设备电池续航能力的重要突破,如果能够有效提升太阳能电池单位面积的转化率,那么随时随地移动充电的酷炫形式,将会成为未来能源应用问题的完美方式。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643411142588.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643392674504.png"/ /p
通过刮涂柔性钙钛矿太阳能电池制备方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法通过刮涂,它包括以下步骤 : 制备空穴传输层,钙钛矿型层和电子传输层上的柔性导电基板通过刮涂法。该方法制备工艺简单,具有对设备要求低,刮刀涂布方法使用的优点在于 : 能最大程度的节约了成本并可实现绿色生产。
可穿戴钙钛矿光伏模组的产业化印刷制备
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目以低污染可穿戴钙钛矿模组的印刷制备为目标,从残余应力调控角度出发,聚焦晶格一致性研究,通过温敏性添加剂热膨胀系数的应力释放作用调控薄膜晶格应力状态,通过双齿配位伤生分子修饰消除薄膜表面应力累积,结合物理封装策略,实现低铅泄露模组的印刷制备。
一种无掺杂钙钛矿太阳电池及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提供了一种无掺杂钙钛矿太阳电池的制备方法,属于太阳电池技术领域,该方法在导电衬底S上依次制备电子传输层E、钙钛矿有源层材料P、空穴传输层材料H、透明导电薄膜T以及金属电极M。利用无掺杂空穴(电子)传输层与钙钛矿有源层之间的功函数之差形成界面反型层,产生空穴(电子)选择收集的效果。上述钙钛矿太阳电池不涉及掺杂工艺,且H与T皆具有高透过、低寄生光吸收的特性,可有效降低器件缺陷态密度、提升器件稳定性与光谱相应,且制备方法简单,易于实施。
柔性轻质钙钛矿薄膜太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介太阳能电池领域的重要“革命”。钙钛矿固态太阳能电池在短短5年中,认证转化效率达到22.1%。超越了其他类型电池几十年的发展过程。其高效率,低成本,且制备工艺简单,因而成为太阳能电池行业最具颠覆性的竞争者。 钙钛矿型太阳能电池(perovskitesolarcells),是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池,也称作新概念太阳能电池。本项目研究的钙钛矿太阳能电池:以钙钛矿结构的甲胺铅碘(如:MAPbI3)为吸收层的太阳能电池。甲胺铅碘是直接带隙半导体材料,吸收光谱宽、吸收强且载流子传输距离远。 该项目专注钙钛矿薄膜太阳能电池的产业化的瓶颈,发明了独特的钙钛矿制备工艺方法,掌握了大面积的钙钛矿薄膜的均一制备技术,拥有独立的自主知识产权。研究通过“蒸镀/溶液复合方法”制备大面积钙钛矿薄膜,采用蒸镀(PbI2)/溶液(MAI)的方法完美的实现了大面积钙钛矿薄膜均一性的难题,且整个过程都在低温(80度以下)完成,特别适合柔性薄膜太阳能电池的制备。同时,工艺过程兼容目前已有的真空设备与工艺,解决了试验成果产业化难的问题。目前实验室中实现最好钙钛矿电池转化效率19.6%,柔性薄膜太阳能电池效率超过17%。二、产品性能优势1.高效率(目前认证效率22.6%,会议报道效率超过25%,接近单结电池的理论极限)。 2.低成本(原料为普通碘化铅与有机铵类,价格便宜;且制备工艺与过程简单)。 3.制备过程可低温,适合柔性薄膜器件。--116--西安交通大学国家技术转移中心4.生产工艺与现有的生产设备和工艺相兼容,实现产业化生产相对容易。柔性薄膜太阳能电池技术对比:最高效率 原料成本 工艺复杂度 市场价格(预期价格) 功率重量比染料敏化太阳能电池 12% 低 中 高 低聚合物太阳能电池 14% 低 简单 高 低铜铟镓硒薄膜太阳能电池 22% 高 复杂 ¥15/W102W/kg非晶硅薄膜太阳能电池 13.6% 低 中 低102W/kg砷化镓薄膜太阳能电池 30% 中 复杂 $150/W102W/kg钙钛矿薄膜太阳能电池 22.1% 低 中 ¥10/W103W/kg三、市场前景及应用钙钛矿作为一种人工合成材料,在2009年首次被尝试应用于光伏发电领域后,因为性能优异、成本低廉、商业价值巨大,从此大放异彩。近年,全球顶尖科研机构和大型跨国公司,如牛津大学、瑞士洛桑联邦理工学院、日本松下、夏普、东芝等都投入了大量人力物力,力争早日实现量产。 甲基铵铅碘钙钛矿作为直接带隙半导体材料,突破以往硅基、砷化镓、化合物半导体、有机半导体等的材料功能瓶颈,在短短几年时间,其太阳能电池器件实现认证转化效率22.1%,以及新闻报道效率超过25%。2013年被美国Sciecne评为“十大科技突破”之一,是太阳能电池行业的革命性突破,具有颠覆性的意义。 作为轻质柔性薄膜太阳能电池(柔性)主要应用领域有:户外多功能充电电源;消费类电子产品电池备用充电系统;新型能源飞机、汽车等。如“阳光2号”太阳能动力飞机、新型阳光动力汽车;军事用途(单兵信息化野外电源补充、临近空间飞艇等电力来源;城市景观电力补充;布式智能楼宇供电、发电系统。四、技术成熟度概念验证原理样机工程样机中试产业化申请发明专利十余项。--117--西安交通大学国家技术转移中心五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议附图
钙钛矿发光二极管
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备发光二极管,具有半峰宽窄、带隙可调、可用溶液法制 备等优势。 钙钛矿 LED 为平面自发光器件,具有质量 轻、厚度薄、视角广、响应速度 快、可用于柔性显示、使用温度范围广、构造和制备工艺简单等优点,在屏幕显 示(手机、电视、电脑、VR 和车载设备等)和绿色健康灯光(无蓝光伤害)等 方面具有广泛应用前景。 钙钛矿成分设计、表面和结构工程使钙钛矿发光 LED 的效率迅速提高,当 前报道的高外量子效率主要集中于近红外和绿光,而高效的蓝光钙钛矿 LED 仍 然是一个挑战。同时,钙钛矿 LED 的工作稳定性相对较低,如何构建高效稳定 性的 LED 器件是课题组今后的重要研究方向。
钙钛矿太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备太阳能电池,具有吸光强、载流子迁移率高、带隙可调、 可用溶液法制备等优势。 钙钛矿太阳能电池是近年来快速发展起来的第三代光伏器件,其光电转化效 率(PCE)从 2009 年的 3.8%迅速提升到 2018 年的 23.3%,是有史以来所有光伏 技术中效率增长最快的一种。这主要得益于有机-无机杂化钙钛矿材料优异的光 电性质。钙钛矿/ 硅叠层电池有望提供比传统光伏电池更为高效、经济的太阳能 利用方案。 钙钛矿的化学组成调控、空间组成分布、相组成调控、本体和表面缺陷控制、 器件界面控制等,是目前进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率和长期工作稳定性 的关键科学问题。
钙钛矿层的成膜机制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
将混合钙钛矿溶液滴加在玻璃基板上并开始旋涂,随着旋涂过程中溶剂的挥 发和反溶剂甲苯的滴加,体系溶解度急剧下降 CsPbBr3 由于在 DMSO 中的溶解 度低而首先形核并快速长大,而 MABr 由于溶解度较大,后结晶析出,残留有 少量 MABr 在 CsPbBr3 晶界和表面上,最终得到 CsPbBr3MABr 准核一壳结构钙 钛矿薄膜。 由于 CsPbBr3 和 MABr 在极性溶剂 DMSO 溶解度差异大(CsPbBr3 约为 0.56M,MABr 大于 5M )这一特性,研究人员巧妙地在 CsPbBr3 的 DMSO 溶液 (0.5M)中加入有机胺盐 MABr,并精确调控 MABr 的量,作为新型混合钙钛 矿前驱液。 具有 CsPbBr3@MABr 核一壳结构的钙钛矿薄膜覆盖度高,表面平整,晶体 界面及表面的 MABr 能有效钝化 CsPbBr3 的缺陷态,且薄膜表面的 MABr 起到 了阻挡过量电子的注入,表现出优异的光电性能,将得到的薄膜用于钙钛矿 LED 器件得到外量子效率超过 17%,并通过进一步优化器件结构,在钙钛矿发光层和 电子传输层之间引入聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA)绝缘材料作为阻挡层,进一步改 善了器件中电子和空穴的注入平衡和界面特性,使器件的性能和稳定性都得到了 进一步的提高,最终得到了 EQE 超过 20%,寿命(T50)超过 100 小时的钙钛 矿 LED 器件。将钙钛矿 LED 的发展提到了一个新的高度。
一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质及其制备方法和应用 本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,所述富锂反钙钛矿氧化物复合电解质的材料包括聚合物、锂盐和填料,且所述填料为富锂反钙钛矿氧化物;其中,富锂反钙钛矿氧化物结构式通式为Li3?xHxOA1?yBy,其中A和B为卤素元素,0≤x≤1,0≤y≤1。以富锂反钙钛矿氧化物电解质为填料不仅能提高复合聚合物电解质的离子电导率、电化学窗口,而且能增加复合电解质的机械性能,降低电解质与锂基负极间的界面阻抗,使得到的复合电解质具有较高的锂离子电导率和良好的弯曲机械性能、较高的界面稳定性。
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找技术 >毫米级大晶粒钙钛矿光伏电池的研究
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性图一:金属有机钙钛矿多晶薄膜的粒径尺寸与溶液温度和溶剂的关系利用高温旋涂(hot casting)的方法在短时间内快速反应制备大尺寸晶粒、表面致密无针孔的有机金属钙钛矿多晶薄膜。通过增大晶粒尺寸,减小晶界面积,从而抑制钙钛矿薄膜内的离子迁移,消除器件光电特性中的迟滞现象,并提高器件在空气环境中的稳定性。图二:金属有机钙钛矿太阳能电池的器件结构及电压-电流特性曲线应用市场太阳能是可持续的绿色能源,利用无限的清洁太阳能来解决全球资源危机是人类当前最热切的课题之一。在这个舞台上,实现高太阳能光电转换效率和降低光伏器件的制造成本是至关重要的。近二十年来,太阳能电能转换技术领域已经开发出许多种光伏材料,如硅,Ⅲ-Ⅳ族化合物半导体,以及大量丰富的金属有机材料。第一代单晶硅太阳能电池在过去40年中不断发展,其客观的转换效率和相对较低的制造成本目前已经使得这种技术的发电成本趋近于常规燃料的成本。至于许多其他更新的太阳能电池技术,通常被称为第二代和第三代光伏技术,它们有可能成为更低成本的太阳能发电技术。仅举几例,薄膜技术如蒸镀半导体太阳能电池,基于有机半导体的溶液法制备的太阳能电池和染料敏化太阳能电池。我们统称这些技术是第二代太阳能电池。尽管第二代太阳能电池有巨大进步,但在过去10年的发展当中,他们的转换效率还是属于偏低的。譬如经过20年的研究,有机太阳能电池的效率还是在10%左右。近来,有机金属钙钛矿太阳能电池的性能已经快速超过许多新“第三代”光伏技术。在导入介孔结构以后的钙钛矿太阳能电池达到了22%左右的转换效率,是当前最有商业潜力的太阳能科技。近年来,钙钛矿太阳能电池的能量转换效率已经远远的超过了商业化的指标。当前的研究重点侧重于大电池的制备,生产工艺的完善和电池稳定性的提高。我们期望针对国家、广东省及深圳市汽车、电力、航空航天技术等领域对能源材料、能源转换和储能装置的重大需求和国内外发展趋势,通过本项目进一步改进提高现有的钙钛矿单晶薄膜制备工艺,生产出具有更高光电转化效率的太阳能电池器件。通过摸索工艺参数,在关键的制备技术和操作工艺上取得进展,为未来开发商业化的钙钛矿型太阳能电池产业提供技术支撑。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片111.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1641526061286.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\钙\图片112.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1642002187122.png"/ /p
新一代钙钛矿光伏和锂离子电池的发展与应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 原理及先进性大晶粒高效钙钛矿首次合成大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿薄膜,并发现晶粒尺寸的增加和光伏效率密切相关,由此发明了光伏效率达到18%钙钛矿电池,是近年来非常高效的钙钛矿光伏之一。通过对钙钛矿的能带间隙和光学/电子性质的检测,特别选取3到5种被看好的材料进行合成,利用第I、IV族元素代替钙钛矿中的有机分子,制得能够捕获更长波长的太阳光子的窄带隙钙钛矿,进一步发展成环境友好的无铅钙钛矿光伏太阳能电池。基于建立新一代钙钛矿平面光伏的设计原则,实践实现具有高纯度、理想结晶度和光电性质的钙钛矿及界面材料,有效的传导电荷,进一步提高效率和稳定性。锂离子电池通过一种新颖的自下而上,多步有机合成的方法制备一系列的二维(2D )、三维(3D)纳米石墨烯及拥有各种官能团连接的纳米石墨烯薄片。将共价键合到中心氮原子上,使之自组装成高度有序的层次结构。该侧挂官能团在纳米石墨烯的周围可有效调控纳米石墨烯的电子密度以及薄片和薄片的间距。而且锂离子电池纳米石墨烯阳极表现出显着的周期稳定性和更增强的容量(高达1050mAh/g )。此外,将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。Figure 1 .SEM images of the perovskite film prepared by the solution made from (a) single-crystal MAPbI3 powders and (b)MAI+Pbl2应用市场当今世界的最先进的太阳能光伏材料是利用由精密的高温晶体生长过程中产生的高纯度单晶半导体。近年来以溶液加工材料来替代传统太阳能电池的技术可以保证以更低的成本来提供电力,但是一直到目前为止,这一研究方向仅仅取得了有限的成功。这是由于不同程度的缺陷存在于晶体和晶粒的界面。所以提高晶体尺寸和溶液生成薄膜的质量可以大幅度的改进光伏的效率和稳定性。本团队合成的大晶粒(1-2毫米)的有机金属钙钛矿簿膜是发展在低温下生成高质量、低缺陷浓度的大颗粒的结晶薄膜。这个技术将克服长期以来晶体薄膜的缺陷和异质性的问题,并普遍适用于各种各样的光电和能源装置。本团队合成一系列的二维(2D)和三维(3D)纳米石墨烯,并用以制备锂离子电池。新一代的锂离子电池具有高容量(大于1000mAh/g)与高能量密度,同时具有优良的稳定性(大于1000个循环)。该项目克服了传统石墨负极在锂离子电池、锂空气电池的显著性能损失以及结构的不稳定性。以及利用新合成的纳米材料来进一步的增强锂离子电池的性能与优化纳米石墨烯阳极的结构。科研团队将致力于合理的设计金属纳米粒子和杂化纳米材料以解决阻碍商业化发展能量转换和储存器件的因素。结合前两部分工作,将太阳能电池与可循环蓄电的锂电池结合使用,通过将光能转换成电能并储藏在内置的锂电池里,太阳能移动电源可以给手机、数码相机、平板电脑等产品充电,既节能又环保。现在很多研发者认为石墨烯材质的锂电池是解决移动电子设备电池续航能力的重要突破,如果能够有效提升太阳能电池单位面积的转化率,那么随时随地移动充电的酷炫形式,将会成为未来能源应用问题的完美方式。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片113.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643411142588.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\锂\图片114.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1643392674504.png"/ /p
通过刮涂柔性钙钛矿太阳能电池制备方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法通过刮涂,它包括以下步骤 : 制备空穴传输层,钙钛矿型层和电子传输层上的柔性导电基板通过刮涂法。该方法制备工艺简单,具有对设备要求低,刮刀涂布方法使用的优点在于 : 能最大程度的节约了成本并可实现绿色生产。
可穿戴钙钛矿光伏模组的产业化印刷制备
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目以低污染可穿戴钙钛矿模组的印刷制备为目标,从残余应力调控角度出发,聚焦晶格一致性研究,通过温敏性添加剂热膨胀系数的应力释放作用调控薄膜晶格应力状态,通过双齿配位伤生分子修饰消除薄膜表面应力累积,结合物理封装策略,实现低铅泄露模组的印刷制备。
一种无掺杂钙钛矿太阳电池及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明提供了一种无掺杂钙钛矿太阳电池的制备方法,属于太阳电池技术领域,该方法在导电衬底S上依次制备电子传输层E、钙钛矿有源层材料P、空穴传输层材料H、透明导电薄膜T以及金属电极M。利用无掺杂空穴(电子)传输层与钙钛矿有源层之间的功函数之差形成界面反型层,产生空穴(电子)选择收集的效果。上述钙钛矿太阳电池不涉及掺杂工艺,且H与T皆具有高透过、低寄生光吸收的特性,可有效降低器件缺陷态密度、提升器件稳定性与光谱相应,且制备方法简单,易于实施。
柔性轻质钙钛矿薄膜太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介太阳能电池领域的重要“革命”。钙钛矿固态太阳能电池在短短5年中,认证转化效率达到22.1%。超越了其他类型电池几十年的发展过程。其高效率,低成本,且制备工艺简单,因而成为太阳能电池行业最具颠覆性的竞争者。 钙钛矿型太阳能电池(perovskitesolarcells),是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池,也称作新概念太阳能电池。本项目研究的钙钛矿太阳能电池:以钙钛矿结构的甲胺铅碘(如:MAPbI3)为吸收层的太阳能电池。甲胺铅碘是直接带隙半导体材料,吸收光谱宽、吸收强且载流子传输距离远。 该项目专注钙钛矿薄膜太阳能电池的产业化的瓶颈,发明了独特的钙钛矿制备工艺方法,掌握了大面积的钙钛矿薄膜的均一制备技术,拥有独立的自主知识产权。研究通过“蒸镀/溶液复合方法”制备大面积钙钛矿薄膜,采用蒸镀(PbI2)/溶液(MAI)的方法完美的实现了大面积钙钛矿薄膜均一性的难题,且整个过程都在低温(80度以下)完成,特别适合柔性薄膜太阳能电池的制备。同时,工艺过程兼容目前已有的真空设备与工艺,解决了试验成果产业化难的问题。目前实验室中实现最好钙钛矿电池转化效率19.6%,柔性薄膜太阳能电池效率超过17%。二、产品性能优势1.高效率(目前认证效率22.6%,会议报道效率超过25%,接近单结电池的理论极限)。 2.低成本(原料为普通碘化铅与有机铵类,价格便宜;且制备工艺与过程简单)。 3.制备过程可低温,适合柔性薄膜器件。--116--西安交通大学国家技术转移中心4.生产工艺与现有的生产设备和工艺相兼容,实现产业化生产相对容易。柔性薄膜太阳能电池技术对比:最高效率 原料成本 工艺复杂度 市场价格(预期价格) 功率重量比染料敏化太阳能电池 12% 低 中 高 低聚合物太阳能电池 14% 低 简单 高 低铜铟镓硒薄膜太阳能电池 22% 高 复杂 ¥15/W102W/kg非晶硅薄膜太阳能电池 13.6% 低 中 低102W/kg砷化镓薄膜太阳能电池 30% 中 复杂 $150/W102W/kg钙钛矿薄膜太阳能电池 22.1% 低 中 ¥10/W103W/kg三、市场前景及应用钙钛矿作为一种人工合成材料,在2009年首次被尝试应用于光伏发电领域后,因为性能优异、成本低廉、商业价值巨大,从此大放异彩。近年,全球顶尖科研机构和大型跨国公司,如牛津大学、瑞士洛桑联邦理工学院、日本松下、夏普、东芝等都投入了大量人力物力,力争早日实现量产。 甲基铵铅碘钙钛矿作为直接带隙半导体材料,突破以往硅基、砷化镓、化合物半导体、有机半导体等的材料功能瓶颈,在短短几年时间,其太阳能电池器件实现认证转化效率22.1%,以及新闻报道效率超过25%。2013年被美国Sciecne评为“十大科技突破”之一,是太阳能电池行业的革命性突破,具有颠覆性的意义。 作为轻质柔性薄膜太阳能电池(柔性)主要应用领域有:户外多功能充电电源;消费类电子产品电池备用充电系统;新型能源飞机、汽车等。如“阳光2号”太阳能动力飞机、新型阳光动力汽车;军事用途(单兵信息化野外电源补充、临近空间飞艇等电力来源;城市景观电力补充;布式智能楼宇供电、发电系统。四、技术成熟度概念验证原理样机工程样机中试产业化申请发明专利十余项。--117--西安交通大学国家技术转移中心五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议附图
钙钛矿发光二极管
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备发光二极管,具有半峰宽窄、带隙可调、可用溶液法制 备等优势。 钙钛矿 LED 为平面自发光器件,具有质量 轻、厚度薄、视角广、响应速度 快、可用于柔性显示、使用温度范围广、构造和制备工艺简单等优点,在屏幕显 示(手机、电视、电脑、VR 和车载设备等)和绿色健康灯光(无蓝光伤害)等 方面具有广泛应用前景。 钙钛矿成分设计、表面和结构工程使钙钛矿发光 LED 的效率迅速提高,当 前报道的高外量子效率主要集中于近红外和绿光,而高效的蓝光钙钛矿 LED 仍 然是一个挑战。同时,钙钛矿 LED 的工作稳定性相对较低,如何构建高效稳定 性的 LED 器件是课题组今后的重要研究方向。
钙钛矿太阳能电池
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钙钛矿材料用于制备太阳能电池,具有吸光强、载流子迁移率高、带隙可调、 可用溶液法制备等优势。 钙钛矿太阳能电池是近年来快速发展起来的第三代光伏器件,其光电转化效 率(PCE)从 2009 年的 3.8%迅速提升到 2018 年的 23.3%,是有史以来所有光伏 技术中效率增长最快的一种。这主要得益于有机-无机杂化钙钛矿材料优异的光 电性质。钙钛矿/ 硅叠层电池有望提供比传统光伏电池更为高效、经济的太阳能 利用方案。 钙钛矿的化学组成调控、空间组成分布、相组成调控、本体和表面缺陷控制、 器件界面控制等,是目前进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率和长期工作稳定性 的关键科学问题。
钙钛矿层的成膜机制
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
将混合钙钛矿溶液滴加在玻璃基板上并开始旋涂,随着旋涂过程中溶剂的挥 发和反溶剂甲苯的滴加,体系溶解度急剧下降 CsPbBr3 由于在 DMSO 中的溶解 度低而首先形核并快速长大,而 MABr 由于溶解度较大,后结晶析出,残留有 少量 MABr 在 CsPbBr3 晶界和表面上,最终得到 CsPbBr3MABr 准核一壳结构钙 钛矿薄膜。 由于 CsPbBr3 和 MABr 在极性溶剂 DMSO 溶解度差异大(CsPbBr3 约为 0.56M,MABr 大于 5M )这一特性,研究人员巧妙地在 CsPbBr3 的 DMSO 溶液 (0.5M)中加入有机胺盐 MABr,并精确调控 MABr 的量,作为新型混合钙钛 矿前驱液。 具有 CsPbBr3@MABr 核一壳结构的钙钛矿薄膜覆盖度高,表面平整,晶体 界面及表面的 MABr 能有效钝化 CsPbBr3 的缺陷态,且薄膜表面的 MABr 起到 了阻挡过量电子的注入,表现出优异的光电性能,将得到的薄膜用于钙钛矿 LED 器件得到外量子效率超过 17%,并通过进一步优化器件结构,在钙钛矿发光层和 电子传输层之间引入聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA)绝缘材料作为阻挡层,进一步改 善了器件中电子和空穴的注入平衡和界面特性,使器件的性能和稳定性都得到了 进一步的提高,最终得到了 EQE 超过 20%,寿命(T50)超过 100 小时的钙钛 矿 LED 器件。将钙钛矿 LED 的发展提到了一个新的高度。
一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质及其制备方法和应用 本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明提供了一种富锂反钙钛矿氧化物复合电解质,所述富锂反钙钛矿氧化物复合电解质的材料包括聚合物、锂盐和填料,且所述填料为富锂反钙钛矿氧化物;其中,富锂反钙钛矿氧化物结构式通式为Li3?xHxOA1?yBy,其中A和B为卤素元素,0≤x≤1,0≤y≤1。以富锂反钙钛矿氧化物电解质为填料不仅能提高复合聚合物电解质的离子电导率、电化学窗口,而且能增加复合电解质的机械性能,降低电解质与锂基负极间的界面阻抗,使得到的复合电解质具有较高的锂离子电导率和良好的弯曲机械性能、较高的界面稳定性。