主页 > 科学 > 能源周报:Nat. Energy、JACS、Angew大合集

能源周报:Nat. Energy、JACS、Angew大合集

佚名 科学 2020年10月06日

能源周报:Nat. Energy、JACS、Angew大合集

温馨提示:本推文包含24篇文献,预计阅读时间约24min,大家挑感兴趣的关注。
1. Angew. Chem. Int. Ed.:无液全固态锌电池和无封装柔性电池



锌电池通常被认为是安全的水系统,有望用于柔性电池。另一方面,封装在可变形电池中的任何液体(包括水)都可能导致潜在的麻烦。开发完全无液体的全固态锌电池需要高质量的固态电解质(SSE)。在这里,演示了原位聚合的非晶态固体聚(1,3-二氧戊环)电解质,该电解质在室温下显示出19.6 mS×cm-1的高锌离子电导率,低界面阻抗,在1800小时循环之上具有高度可逆的镀锌/剥离性能,均匀且无枝晶的锌沉积以及非干燥特性。电解质完全暴露在露天环境中的三明治结构设备可以稳定运行30天以上,几乎没有重量损失和电化学性能下降的情况。此外,三明治结构的设备在着火条件下通常可以运行40分钟以上。同时,在进行各种弯曲测试后,界面阻抗和使用原位形成的固态聚合物电解质的容量几乎保持不变,这是柔性/可穿戴设备的关键标准。研究表明,固态电解质可以满足实际固态锌电池无液体和机械坚固性的要求。


原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202011788



2. Angew. Chem. Int. Ed.:高压可充电碱性锌-PbO2混合电池



水系可充电电池由于其安全性,低成本和可持续性的优势而受到了广泛的研究关注,而水的有限电化学稳定性窗口(1.23 V)导致它们无法与有机锂离子电池竞争。在这项工作中,报告了一种碱性Zn-PbO 2混合电池,它通过将碱性锌负极与酸性PbO2正极耦合而显示出令人印象深刻的3.09 V高开路电压(V oc)和工作电压的能力。在5 mA cm ‐2时达到2.95 V的最大电压,这归功于扩大了电压范围和碱-酸不对称电解质混合电池的电化学中和能量。有趣的是,混合电池可以在2 mAh cm -2以上的区域内提供大面积容量,或者在252.39 Wh kg -1下具有高能量密度,并且在250次充放电循环中几乎没有衰减。高度理想的电化学性能表明,由于铅酸电池的成熟技术,混合碱酸Zn-PbO 2电池可能在下一代储能设备中具有广阔的前景。


原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202012017



3. Adv. Mater. : 自组织核壳复合负极支持500 WH kg?1级锂金属电池


锂(Li)金属作为电池负极可提供最高的理论能量密度,但是其极高的反应性会导致锂枝晶的生长和锂在重复的充电/放电过程中形成的死锂导致可逆性差和灾难性故障。迄今为止报道的方法经常试图以能量密度为代价抑制锂枝晶的形成。在此,报告了解决上述冲突并实现无枝晶且长期可逆的锂金属负极的策略。开发了一种自组织核壳复合负极,该负极包括锂化液态金属(LixLMy)的外层和锂金属的内层,具有较高的电子电导率和离子电导率,并从电解液中物理分离锂。LixLMy的引入不仅防止了枝晶的形成,而且消除了使用铜作为惰性衬底的情况。由这种复合负极和商业化的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)正极制成的全电池可提供1500 Wh L-1和483 Wh kg-1的超高能量密度。高容量可以维持500个以上的循环,每个循环的衰落率小于0.05%。与LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)配对后,能量密度进一步提高到1732 Wh L-1和514 Wh kg-1。


原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202004793



4. Adv. Mater. : 高容量、超平坦放电平台的锌-碲水系电池


传统的基于离子嵌入或在正极侧的表面氧化还原行为的水系锌离子电池(ZIB)严重遭受比容量不足和输出电势不稳定的困扰。在此,这些问题适用于转换型锌(Zn-Te)电池。通常,该电池基于两步固-固转换,并依次形成二碲化锌(ZnTe2)和碲化锌(ZnTe)。它具有2619 mAh cm-3(419 mAh g-1)的超高体积容量,其中74.1%来自具有超平坦放电平台的第一次转换(从Te转换为ZnTe2)。尽管首先在具有挑战性的水系环境中进行了报道,但这款Zn-Te电池在500次循环后仍具有出色的容量保持率> 82.8%,这是由于消除了因固-固转化行为而臭名昭著的“穿梭效应”所致。此外,还制造了准固态Zn-Te电池,具有出色的柔韧性,耐用性和良好的电化学性能。这项工作开发了一种基于转换型离子存储机理的新型正极材料。该系统因其超稳定的能量输出而极具吸引力。


原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202001469



5.Matter:熔融锂-黄铜/氯化锌系高性能低成本电池


高安全性,低成本和合理的能量密度的电池对于电网规模的储能至关重要,但仍然难以捉摸。在这里,报告了一种使用石榴石型锂离子固体电解质,液态锂负极和黄铜/氯化锌正极的(液态锂-黄铜/ 氯化锌)电池。电池反应的化学性质和在放电状态下组装的能力确保了很高的安全性。使用低成本的氯化锌正极可以实现$ 16 kWh-1的低电池材料成本。锂负极的采用保证了750 Wh kg-1和2,250 Wh L-1的高理论能量密度。此外,通过在正极中使用黄铜粉(铜锌合金)作为锌源,成功解决了锌颗粒的生长问题,并且可以获得良好的电池循环稳定性。由于还验证了全电池性能和可扩展性,我们的液态锂-黄铜/氯化锌电池在电网储能中具有很高的实际应用潜力。


原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238520304495?via%3Dihub



6. Adv. Energ. Mater.: 数字双驱动全固态电池:解析物理和电化学行为


数字孪生技术已广泛用于通过虚拟副本有效地预测与实际对象相关的性能和问题。但是,由于需要大量的多维复数方程的大量计算,因此至今尚未实现双电化学系统的数字化。然而,随着硬件和软件技术的不断进步,数字双驱动电化学系统的制造及其有效利用已成为可能。在此,基于体素的微结构构建了具有固态硫化物电解质的数字双驱动全固态电池。对于使用Li6PS5Cl的LiNi0.70Co0.15Mn0.15O2复合电极,使用有效的电子/离子电导率和电化学性能等实验数据验证了其有效性。通过分析质量传输和界面电化学反应动力学方面的模拟物理和电化学行为,可以检查全固态电池的基本性能。本文的数字孪生模型揭示了有价值的但实验上无法获得的时间和空间分辨信息,包括非活性粒子,接触比表面积和三维电荷分布。因此,这种新的计算模型势必通过节省研究资源并提供宝贵的见识来迅速改善全固态电池技术。


原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202001563



7. Adv. Energ. Mater.:一种改善阳离子无序岩盐阴极性能的氟化方法


在富锂离子无序岩盐氧化物阴极(DRX)中,氧阴离子亚晶格中的部分氟取代可以增加过渡金属(TM)氧化还原的容量贡献,同时降低不可逆氧氧化还原的容量贡献。迄今为止,通过在固态合成过程中引入LiF前驱体实现了有限的氟化取代。然而,为了充分利用氟化效应,需要更高的氟含量。在本研究中,成功使用含氟聚合物前驱体可增加F在DRX中的溶解度,并将含氟量高达10-12.5AT%嵌入锂锰铌氧(LMNO)模型体系的岩盐晶格中,大大超过了LiF合成所达到的7.5AT%限值。氟化-DRX(F-DRX)中较高的F含量显著改善了电化学性能,在F取代率为10%时,可逆放电容量为≈255 mAh g-1。30次循环后,通过氟化可使容量保持率提高40%。研究表明,采用一种新的高效氟化工艺合成先进的DRX阴极材料是可行的。


原文链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202070146



8. Adv. Funct. Mater.:阴阳离子协同作用对高容量、结构稳定的钠离子电池正极材料的贡献


层状过渡金属氧化物作为钠离子电池的阴极材料已得到广泛的研究,以获得优异的电化学性能。随着过渡金属的迁移和歧化,阳离子氧化还原材料几乎达到了理论容量极限,阴离子氧化还原材料得到了广泛的研究。本文引入P2型Na0.67[Li0.21Mn0.59Ti0.2]O2,其中锰和氧协同发生可逆氧化还原反应。原位X射线衍射(XRD)实验表明,在循环过程中,晶格结构高度稳定,体积应变为0.7%,没有相变迹象。稳定的晶体结构显示了锰歧化的抑制作用,这种现象在层状锰基阴极材料中很常见。由于阳离子和阴离子氧化还原作用,该材料可在1.5–4.5 V的电压范围内提供231 mA g-1的可逆容量,并且在随后的循环中可以保持高压平台,具有出色的循环稳定性。


原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202005164



9. Adv. Funct. Mater.:由可伸缩可充电电池供电的独立可伸缩的电子设备平台


可伸展电子一直被认为是可穿戴和植入式医疗设备的关键技术。尽管关键的可拉伸元件已经取得了长足的进步,但是一个集成了可拉伸电源和可拉伸印刷电路板(SPCB)的可拉伸电子平台一直是一个巨大的挑战。在此,提出了一种由可拉伸薄膜电池供电的可伸缩电子设备平台,使该平台可以作为独立的平台使用。可伸缩电池用作制造设备平台的基板,在该平台上,印刷SPCB并通过通孔直接连接,从而提高集成器件的密度。为了实现一种本质上可伸缩的电池和高性能的电路板,设计了一种新型的可拉伸、自愈和压敏聚合物复合材料。平台是防水的,在极端的物理变形下保持稳定的电气性能。作为概念证明,在水下可在大的双轴应变(125%)下工作的平台上集成发光二极管。


原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202003608



10. Nat. Energy:温度与带隙能相互作用对钙钛矿/硅串联太阳电池室外性能的影响


钙钛矿/硅串联太阳能电池有望实现超越单结器件Shockley–Queisser极限的功率转换效率;然而,其实际户外性能尚待研究。在这里,本文制造了25%效率的双端整体钙钛矿/硅串联太阳能电池,并在炎热和阳光充足的气候下进行了室外测试。本文发现,硅和钙钛矿带隙的温度依赖性(遵循相反的趋势)使器件远离在标准测试条件下优化的两个终端并联的电流匹配。因此,本文认为,在标准试验条件下,当工作温度高于55℃时,最佳钙钛矿带隙能小于1.68eV,这比先前的发现要低。这意味着在标准试验条件下,贫溴钙钛矿具有较窄的带隙,因此具有更好的相稳定性,这对于钙钛矿/硅串联太阳能电池的商业化具有很大的前景。


原文链接:https://doi.org/10.1038/s41560-020-00687-4



11. Nat. Commun.:取向相关的分子静电驱动同质结有机太阳能电池的有效电荷产生


有机太阳能电池通常利用电子供体(D)和电子接受(a)材料之间的异质结将激子分裂成电荷。然而,D-A共混物的使用本质上限制了光电压,并引入了形态不稳定性。在这里,本文证明了化学上相同分子的多晶薄膜提供了一种很有前途的替代品,并且表明α-六氢噻吩(α-6T)薄膜的光激发可以产生有效的电荷。这导致了基于α-6T的同质结有机太阳能电池,其外部量子效率高达44%,开路电压为1.61V。形态,光电发射,模型研究表明,具有不同取向的α-6T晶畴之间的边界产生了一个界面能量偏移为0.4eV的静电区,促进了界面处激子/电荷转移态的形成,有效地解离成自由电荷。本文的发现为有机太阳能电池的设计开辟了新的途径,通过分子静电工程和介观结构控制来调节材料的能量学。


原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-020-18439-z



12. Matter:用于高性能可穿戴应变传感器和超级电容器的分层结构可拉伸导电水凝胶


可拉伸导电材料是软电子的重要组成部分,通常需要多个能协同提供良好机械、电气和界面特性的组件。聚合物基体中功能性填料的相不稳定性和混溶性差,影响了导电渗流网络的整体性能。本文用冰模板低温聚合(ITLP)策略解决了这一挑战,并制造了可拉伸导电水凝胶。该材料具有多级树枝状结构,纳米聚集性得到缓解,韧性提高了29倍,导电性提高了83倍。使用这种凝胶的应变传感器显示出广阔的探测范围、高灵敏度和健康监测能力。ITLP凝胶电极在固态超级电容器中表现出888f/g的比电容和2097mf/cm2的面积电容(368f/g)。柔性和可伸缩的可穿戴超级电容器已经成功地制造出来,可以为led供电。ITLP战略预计将为能源、医疗保健和机器人领域的广泛应用创造多种高性能软电子材料。


原文链接:https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.08.024



13、Adv. Funct. Mater.: 基于全石墨烯骨架的高性能锂氧电池


Li-O2电池由于其极高的能量密度和容易获得的氧气而成为最吸引人的能量存储形式之一。然而,在最终使这项技术造福人类生活之前,阳极和阴极方面都面临着巨大的挑战。本文采用两鸟一石策略来制造高性能且灵活的Li-O2电池,该电池仅使用一个由氧化石墨烯气凝胶和空心NiCo2O4微球嵌入阳极和阴极的结构骨架构成。通过注入锂制成的复合锂阳极表现出3398.4 mAh g-1的超高容量,并显着抑制枝晶生长和体积膨胀,而独立式氧阴极则具有通过催化可逆Li2O2形成来提高能源效率的强大能力。结合在一起后,所得的Li-O2电池具有出色的长期循环稳定性,可进行400多个循环的高度可逆放电/充电,此外柔性袋式电池具有出色的机械变形能力。通过采用全光谱的异位,操作光谱和显微工具,可以对优异的Li-O2性能进行机械分析。


原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202007218



14、Adv. Funct. Mater.: 原位补充形成周期锂离子损失以延长电池寿命


锂离子损失的原位补充被认为是开发寿命更长的可再充电电池的原因,其中包含薄的锂储能电极以减轻形成循环的容量损失。同步锂电池和锂离子电池(SLLIB)的中碳微珠(MCMB)与LiFePO4的比充放电容量为147/145 mAh g–1,C-Si与LiNi1/3Mn1/3Co1的比充放电容量为186/171 mAh g–1 / 3O2在0.2 C时。补充了能量减少的电池(由于形成了固体电解质界面(SEI)),并实现了455 Wh kg-1的更高能量密度。此外,备用模式循环过程在0.2 C时对SLLIB–Li和LiFePO4的充电/放电容量分别为126/124 mAh g–1和对于LiLIPO–Li与LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2的137/136 mAh g–1 Li+离子在储层电极与LiFePO4/LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2阴极之间的迁移,并通过EIS分析,证实了Li+离子通过MCMB和C-Si电极的扩散路径。


原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202003668



15、Adv. Funct. Mater.: 通过合理设计双垂直排列电极实现全固态锂电池快速充电


全固态锂电池(ASSLBs)的慢充电限制了其实际应用。因此,倍率性能的显著改善和快速充电ASSLBs的发展对这些系统的商业化至关重要。然而,低的Li+输运动力学和高充电电流密度下Li枝晶的形成抑制了它们的性能。为了解决这些问题,研究人员建议设计双垂直排列电极(DVAEs)来加速Li+的传输和抑制Li枝晶的形成。在阳极侧,垂直排列的Li(VA-Li)阳极可使锂沉积物横向生长,而不是垂直于电极表面,从而防止枝晶穿透隔膜。此外,VA-Li和垂直排列LiPO4(VA-LFP)中的三维垂直排列结构使Li+传输增强,这是由于其较低的弯曲度和更快的Li+传输动力学。得益于合理的设计,VA‐Li对称电池可以在3 mA cm?2/3 mAh cm?2的电流密度/容量下工作300 h,而仅在0.5 mA cm?2(容量:0.5 mAh cm?2)的裸锂循环87 h后观察到短路。此外,与DVAEs组装的快速充电ASSLB在4C温度下进行2000次循环后,显示了89.4 mAh g?1的高容量。


原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202005357



16、Adv. Funct. Mater.: 在锌金属阳极上的NaTi2(PO4)3固态电解质保护层,用于性能优越的长寿命水系锌离子电池


水热合成一种快速离子导体NaTi2(PO4)3(NTP)作为锌阳极(NTP@Zn)表面上的固态电解质保护层。与其他不溶性磷酸盐(例如TiP2O7(TPO)和Zn3(PO4)2(ZPO))相比,NTP具有快速的离子电导率,这在密度泛函理论计算和循环伏安测试中得到了证明。X射线光电子能谱仪,X射线粉末衍射和HRTEM分析表明,可以在NTP层中将Zn2+的内部传输/迁移率作为“离子可通过的屏障”来实现。厚度为20–25 μm的NTP层不仅可以防止副反应和锌枝晶,还可以改善Zn沉积的可逆性和电化学性能。NTP@Zn/MnO2电池代表了迄今为止Zn /MnO2电池中最好的长寿命性能,在10 C的10000次充/放电循环后,它成功保持了105 mA hg-1的大容量,CE接近100%。


原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202004885



17、Adv. Funct. Mater.: 通过SnS/多孔碳纳米片结构改良的Celgard隔膜实现的高度稳定的锂硫电池


锂硫电池(LSB)具有理论容量高和能量密度高的优点,是下一代电化学能量存储技术的潜在候选者之一。然而,缓慢的氧化还原动力学和多硫化物在循环过程中的穿梭效应导致硫利用率低,极化严重和循环稳定性差。本文中,通过简单的水热法合成了SnS改性多孔碳纳米片(SnS/PCNS)杂化材料,并首次用于LSB隔膜的改性。具体地,SnS/PCNS不仅可以吸附多硫化物,而且可以增强多硫化物的氧化还原反应。另外,SnS/PCNS被证明可促进Li2S的快速成核和均匀沉积,并提高放电容量并增强循环稳定性。初始容量在0.5 C时为1270 mAh g-1,在1 C时每个循环的缓慢衰减率为0.039%。当硫负载提高至6 mg cm-2时,高可逆容量为955.3 mAh g-1 SnS作为一种新型的多硫化物吸附剂,为LSB的商业化提供了一条可能的途径。


原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202006297



18、Adv. Funct. Mater.: 用于钾离子混合电容器的具有增强动力学特性的三维Ti3C2Tx MXene



钾离子混合电容器以其能量密度高、功率密度高、成本低等优点越来越受到人们的关注。Ti3C2Tx-MXene是一种很有前途的钾离子存储阳极材料。然而,不理想的堆积问题减少了它的暴露面积,并导致钾离子传输缓慢。本文提出了一种简便的喷雾干燥方法来构建具有3D结构的抗堆积Ti3C2Tx。制备的Ti3C2Tx空心球/管具有叠层阻力、较大的比表面积和较短的离子扩散路径。当用作阳极材料时,与2D Ti3C2Tx相比,它显示出更高的容量和与厚度无关的倍率性能。在1 A g?1下经过10000次循环后,获得122 mAh g?1的比容量。系统动力学分析表明浓差极化对电极的倍率能力有重要影响。此外,还组装了一个3D-Ti3C2Tx‖分层多孔活性炭(HPAC)K-离子混合电容器,在1 A g?1下进行10000次循环后,显示出显著的能量和功率密度,能量保持率为100%。按照此策略,还可以从纳米片中获得其他三维结构,如3D-Ti3C2Tx微管和氧化石墨烯纳米颗粒。


原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202005663



19. J.Am.Chem.Soc.: 苯并咔唑基无掺杂空穴输运聚合物的构象和成分调整提高了钙钛矿太阳能电池的性能


共轭聚合物被认为是高效,稳定的钙钛矿太阳能电池(PSC)中无掺杂空穴传输材料(HTM)的有前途的候选者。到目前为止,绝大多数聚合HTM具有结构复杂的苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BDT)类似物和吸电子杂环,形成了强大的供体-受体(D-A) 结构体。本文中,研究者们通过将邻苯二咔唑(PC)单元插入到聚合物噻吩或硒烯链中来合成新型的基于PC的聚合物HTM(PC1,PC2和PC3),目的是增强相邻聚合物链的π-π堆积,通过PC的宽而平坦的共轭骨架有效地与钙钛矿表面相互作用。合适的能量结构,出色的热稳定性和耐湿性,通过精心调节聚合物的构象和元素组成,可以获得出色的光电性能。结果,包含PC3作为无掺杂剂的HTM的PSC表现出20.8%的稳定功率转换效率(PCE)并显着提高了使用寿命,从而成为基于无掺杂剂HTM的最佳PSC类型之一。随后的实验和理论研究表明,聚合物的平面构象有助于聚合物链的有序和正面堆叠。此外,“软Lewis”硒原子的引入可通过Pb-Se相互作用钝化钙钛矿薄膜的表面陷阱位,并显着促进界面电荷的分离。


原文链接:https://doi.org/10.1021/jacs.0c08352



20. Nat.Commun.:基于噻吩-噻唑单元的随机三元共聚物,获得高效的非富勒烯有机太阳能电池


开发高性能的供体聚合物对于实现高效的非富勒烯有机太阳能电池(OSC)至关重要。当前,大多数高效OSC均基于名为PM6的供体聚合物,其性能对其分子量高度敏感,因此批次间差异很大。在这里,研究者们报告了一种基于无规三元聚合策略的供体聚合物(命名为PM1),该策略可实现效率高达17.6%的高效非富勒烯OSC。重要的是,PM1聚合物具有极好的重复性。通过将20%的弱吸电子噻吩-噻唑并噻唑(TTz)包含在PM6聚合物主链中,所得的聚合物(PM1)可以保持积极的作用(例如降低能级和降低混溶性),同时最大程度地减少不利的影响(包括降低的与温度相关的聚集性)。具有更高的性能和更大的合成再现性,PM1聚合物有望成为非富勒烯OSC社区的主要材料。


原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-020-18378-9



21. Matter:硫锡锑硫化物用于稳定的无铅太阳能电池


IV和V族元素的硫族卤化物因其优异的半导体性能以及适合太阳能电池的带隙而备受关注。在这里,研究者们首次报道了使用锡-锑磺酰亚胺(Sn2 SbS2I3)的太阳能电池。Sn2SbS2I3太阳能电池利用化学单步沉积工艺与含有的sbcl3-硫脲络合物和SnI2的溶液,以TiO2和聚[2,6-(4,4-双(2-乙基己基)- 4h -环戊[2,1-b;3,4-b;’]二噻吩)- lt-4,7-(2,1,3-enzothiadiazole)]为电子空穴传输层和空穴传输层。在标准AM 1.5G光照条件下(100mw cm?2),性能最好的电池的功率转换效率为4.04%。这些未封装的电池分别在相对湿度为80%、空气温度为85℃和光照下表现出良好的稳定性。这些结果为利用二价或一价和三价金属阳离子组合制备无铅钙钛矿太阳能电池提供了指导。


原文链接:https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.08.020



22. Adv. Funct. Mater.: 稳定的电子选择触点晶体硅太阳能电池,使效率超过21.6%


具有载流子选择性钝化触点的晶体硅(c-Si)太阳能电池已成为开发高效光伏器件的重要途径。电子选择性材料的发展,可以提供优良的表面钝化和低接触电阻率的碳硅衬底,同时提供良好的环境稳定性是关键的实际实施。研究者们演示了一种简单的方法,通过在c-Si表面简单地自旋涂覆金属乙酰丙酮(MAcac)膜,实现轻微掺杂的n-type c-Si和铝电极之间的低阻欧姆接触。在c‐Si和Al之间引入一个薄的接触电阻率为1.3Ωcm2的乙酰丙酮钙(CaAcac)。a-Si:H(i)/CaAcac /Al电子选择触点后全区域的n型c‐Si太阳能电池,其功率转换效率为21.6%。这项工作不仅展示了一种开发具有有效电子选择性钝化触点的高效n型c-Si太阳能电池的方法,而且有助于完成从真空到溶液处理的简化光伏器件制造过程。


原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202005554



23. Adv.Funct.Mater.:蓝色光敏剂与铜(II/I)氧化还原介质高效和稳定染料敏化太阳能电池


基于铜(II/I)氧化还原介质的染料敏化太阳能电池(DSCs)最近通过剪裁铜配合物的配体结构、开发助敏和引入先进的器件结构,取得了显著的性能进展。为了进一步提高功率转换效率(PCE),必须开发与铜(II/I)氧化还原介质兼容的宽光谱响应光敏剂,同时获得高Voc。研究者们报道了一种编码为R7的蓝色光敏剂,该光敏剂专为具有铜基电解质的高效DSCs设计。R7具有强大的供电子部分9,19-dihydrobenzo[1,10’]phenanthro[3‘,4‘‘:4,5]thieno[3,2‐b] benzo[1,10]phenanthro[3,4‐d] 和庞大的辅助供体N‐(2,4′‐双(己氧基)‐[1,1′‐联苯]‐4‐基)‐2,4′双(己氧基)‐N‐甲基[1,1′‐联苯]‐4‐胺和电子受体4‐(7‐乙基苯并[c][1,2,5]噻二唑‐4‐基)苯甲酸。在DSC中,蓝色染料R7具有较大的辅助供体单元,其性能大大优于参考染料R6,后者具有较小的双(4‐(己氧基)苯基)胺供体单元。瞬态吸收光谱和电化学阻抗光谱测量结果表明,R7基DSC比R6基DSC具有更高的电荷分离产率、更高的电荷收集效率和更低的电荷与铜电解质的复合。DSC的R7和Y123共敏系统在45℃,1个太阳下光照浸泡1000小时后,PCE达到了12.7%,并保留了其初始值的90%。


原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202004804



24. Adv. Mater.: 缓冲工程中的单片有机/胶体量子点混合串联太阳能电池


结合溶液处理胶体量子点(CQD)和有机分子的单块集成混合串联太阳能电池(TSCs)是一种很有前途的装置结构,能够补充可见光到红外的吸收。然而,有机/CQD混合太阳能电池的性能还没有超过单结CQD太阳能电池。在这里,研究者们设计了一种策略性光学结构,通过使用多缓冲层和双近红外吸收器来克服混合TSCs之前的性能限制。特别地,采用多缓冲层来解决CQD溶剂穿透底层有机层的问题。此外,通过使用补充CQD吸收的双近红外有机吸收剂,单片TSCs的匹配电流显著提高到15.2 mA cm?2。该混合电池的功率转换效率(PCE)达到13.7%,高于相应的单个单结电池,这是目前报道的基于CQD的混合电池的最高效率。


原文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202004657


标签: 电池   性能   具有