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钙钛矿-硅叠层
埃拉集团 × 俄科院IPCE研究所

钙钛矿—硅叠层——薄膜电池架构
研究对象
研究面向“织构硅(HJT)基底上的钙钛矿”叠层太阳能电池技术:在织构化异质结硅底电池上制备钙钛矿顶电池。
重点研究方向
电沉积PEDOT–富勒烯醇
无溶剂、致密形貌的空穴传输层,作为织构HJT上SAM的替代方案,兼容狭缝涂布。
Sn/Ge超分子缓冲层
在2T顶底电池界面上对齐能级并抑制界面反应。
PMHS/PDMS封装
双层聚合物防护,已在80%相对湿度应力下验证(Baeva等,2023)。
T80 方法学
原位 EIS
当钙钛矿中同时发生多种过程时,单一活化能的T80会系统性失真。原位EIS在应力老化过程中同步记录阻抗谱,把衰减拆成各自具有时间常数的通道。
为什么Arrhenius不够
外推 T80 = f(exp(−Ea/kT)) 假定只有一个主导机理。织构HJT上的2T叠层同时存在离子迁移、顶电池界面复合、接触漂移与电极腐蚀。实验室用单一Ea得到的「T80 > 20 000 h」对中试认证是方法学风险。
实验流程
器件按ISOS-L2(光浸泡)与ISOS-D3(湿热)老化。EIS在应力过程中采集,而不是结束后补测。
1 MHz → 10 mHz,偏压Voc或MPP。高频对应Rs,中频对应界面,低频对应离子。
Rs — Rrec∥CPE — Rion(+W)。每个元件对应Nyquist上的一段弧,也就是一个τ。
元件随时间的轨迹给出多机理叠加。预测对接ISOS与IEC 62941。
频谱中可见的通道
串联电阻与电极腐蚀。Rs上升会在钙钛矿失效之前先吃掉填充因子。
顶电池与空穴传输层界面复合。兆瓦中试之后成品率的主要杀手。
卤素迁移与滞后。低频尾巴(Warburg/Gerischer)往往先于PCE下降而增长。
每个通道有自己的活化能,不能压到同一条Arrhenius直线上。
两种“T80”
ISOS-L2 · ISOS-D3 · IEC 62941
一个Ea、加速老化、外推。漂亮的数字,却藏起田间究竟哪个机理会杀死组件。
多个τ、负载下的频谱、面向认证的保守上界。直接针对2T界面衰减。
该方向的方法学,不是产线报告。完整规程与原始频谱在NDA下提供。
科研基础——俄科院IPCE研究所
俄罗斯科学院弗鲁姆金物理化学与电化学研究所——学术传承始于1929年(95年以上),拥有Rehbinder与Deryagin学派,覆盖“合成—薄膜—器件—表征”完整链条。
Tameev团队是光电材料与器件方向的核心,相关成果发表于Nano Energy、Scientific Reports、Applied Physics Letters、J. Mater. Chem. C等期刊。