大面积稳态太阳能模拟器

最初的设计要求将大量的太阳辐射聚焦到一个小点上，形成通常所说的“点炉”。虽然 Sciencetech 在为太阳能模拟器设计运行单独强大的灯方面拥有一些经验，但这种光汇流是一种新颖的应用。用户需要在 10 厘米的目标区域内有近 4000 个太阳。

钙钛矿太阳能电池因其高转换效率而备受关注，但长期稳定性问题一直制约着其商业化应用。南京航空航天大学纳米科学研究所郭万林团队于Science 七月号发表 利用气相氟化物处理实现的规模化稳定方法，成功制备了效率为18.1%的大面积（228平方厘米）钙钛矿太阳能模块，加速老化测试显示其T80寿命（效率保持80%的时间）高达 43,000 ± 9000小时，相当于近6年的连续运行时间。这种方法通过在钙钛矿表面形成均匀的氟化物钝化层，有效抑制了缺陷形成和离子扩散，显着提高了模块的稳定性和性能。

太阳模拟器设计为产生高度准直的光，并被开发为在真空室内运行。一家太空机构的研究人员与Sciencetech联络，以定制设计一种能够放置在真空室内的大功率准直太阳模拟器。该太阳能模拟器将成为一个更大的系统的一部分，该系统旨在在受控实验室中模拟地球外环境。

有机太阳能电池由于其可调节的化学结构和易于加工成大面积光伏面板而成为利用太阳能的有力的候选者。通常存在的有机半导体，其带隙为1.4 eV至3 eV，这些材料仅仅只能吸收一小部分太阳光谱。克服此限制的一种方法是串联堆叠不同带隙的单元。然而，具有较窄带隙的新材料和器件需要重新优化以及设计，以提高太阳能电池的效率。但这些新材料在封装后仍无法防止氧化，稳定性仍然较差，因此新型高效有机器件的开发也受到了限制。本文中，通过稳态和时间分辨光谱研究Poly(3-hexyl)thiophene-2,5-diyl:[6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester (P3HT: PCBM)相关的性质。

钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其效率高、成本低、可制备成柔性器件等优势，近年来在光伏领域异军突起，成为下一代太阳能电池技术的重要候选者。然而，钙钛矿薄膜的制备工艺仍面临诸多挑战，特别是大面积器件的制备和模块化生产。传统方法通常需要使用反溶剂，这不仅会增加制备成本，还会影响器件的稳定性。因此，开发无需反溶剂的印刷技术，以及适用于大面积制备的钙钛矿油墨，是实现钙钛矿太阳能电池规模化应用的关键。

客户的一些成员有使用Sciencetech的高度准直太阳模拟器的经验。对于一个在发射前测试卫星传感器的新项目，他们需要一个更大、更*特的版本。于是咨询我们，需要一个在辐照度、准直角度和光谱匹配方面与太阳非常接近的太阳模拟器。此外，他们希望自动化操作太阳模拟器在X, Y, Z和2个旋转角度。初步的讨论考虑了几个自动化实现和初步的工程分析，确定氙短弧灯的物理限制将使其非常具有挑战性，以满足所需的规格的准直和其他标准。Sciencetech确定了一种方法来实现重要的规格，并将其呈现给客户。指导方针和标准获得批准，Sciencetech开始了项目的设计。

几种3A型太阳光模拟器

全聚合物太阳能电池(all-PSCs)凭借其出色的稳定性和机械耐用性，被认为是未来太阳能电池应用的重要方向。全聚合物太阳能电池主要由供体和受体两种有机聚合物材料组成，其基本结构包括以下：l 透明导电电极： 通常由氧化铟锡（ITO）制成，用于光的透射和电子的导电。l 电子传输层： 提高电子从活性层向电极的传输效率。l 活性层： 由供体和受体材料组成，是光生电荷的主要产生区域。供体材料吸收光子产生激子（电子-空穴对），激子在受体材料处分离成自由电子和空穴。l 空穴传输层： 提高空穴从活性层向电极的传输效率。l 金属电极： 通常由银或铝制成，用于收集和导出电荷。近年来，全聚合物太阳能电池的研究发展迅速：l 材料发展: 随着非富勒烯受体材料的快速发展，APSCs的光/热稳定性和柔韧拉伸性能显着提高。l 转换效率: 研究显示，聚合物太阳能电池的转换效率已突破10%，这使其成为一种有竞争力的替代传统硅基太阳能电池的技术。l 机械灵活性: APSCs表现出优异的透明性、溶液加工性和机械灵活性，使其在柔性电源系统中有广泛应用前景。然而，由于其效率长期落后于小分子受体基太阳能电池，限制了其进一步发展。如何有效平衡并提升开路电压(Voc)和短路电流密度(Jsc)成为全聚合物太阳能电池领域的一大难题。近期，香港科技大学颜河教授团队在国际顶级期刊 Energy & Environmental Science 上发表了突破性研究成果， 成功开发了一种名为PYO-V的新型聚合物受体， 它可以通过调节分子结构， 实现更宽的光谱吸收和更高的能量级， 从而有效提升了全聚合物太阳能电池的性能， 并实现了高效的多功能光伏应用。颜河教授是香港科技大学化学系教授，长期致力于有机光伏材料与器件方面的研究， 在国际著名期刊发表了200余篇高质量学术论文。 他的团队致力于突破现有全聚合物太阳能电池的技术瓶颈， 为下一代高效稳定的光伏器件的开发提供新的思路和方向。

得益于钙钛矿薄膜优异的光电性能，钙钛矿薄膜太阳电池的光电转化效率（PCE）由最初的3.8%快速上升到22.1%。 然而，钙钛矿薄膜的稳定性问题一直没有得到有效解决，成为该类电池商业化进程中的主要障碍。随着相关研究工作的不断开展，研究者在确定钙钛矿薄膜降解诱发因素方面取得了许多成果，但是对于其电池性能下降的动态过程认识却相对匮乏。对于该性能衰减过程的研究将有助于提高和改善钙钛矿薄膜电池的长期稳定性， 增强其实用价值。

作者通过物理气相沉积与化学气相沉积相结合的方式实现了大面积、均匀性的PtS2材料制备，同样地，将实验与计算模拟相结合的方式对PtS2的合成、结构以及物理特性进行了探究，展示了PtS2的原子结构示意图、温度依赖极化拉曼光谱及光电器件搭建测试等工作。大面积的少层材料制备可降低光电器件的搭建难度以及提高材料转移的成功率。该项制备策略提供了作为合成部分其他TMDs材料的通用方法。

Sciencetech太阳光模拟的项目用于空气污染研究中的光化学该太阳模拟器产生高层大气中的太阳光谱

钙钛矿太阳能电池作为第三代太阳能电池中最耀眼的明星,在短短十年内其转化效率提升到了25.2%,而且由于其低廉的制造成本,有望在脱碳能源领域发挥巨大的作用。但是,由于钙钛矿太阳能电池中的各功能层材料对空气中的水蒸汽、氧气,紫外光,压力等比较敏感,大大缩短了使用寿命。封装技术能够有效地将工作元件与外界环境隔离,防止各种杂质的污染和腐蚀,是一种提高精密电子元器件使用寿命的方法。运用优异的绝缘性的聚合物材料进行封装,热塑性和一定的机械强度,致密的封装层能够有效隔绝空气中的水和氧气,可以实现低成本的大面积封装。

长期以来阴极发光成像是地质研究的有力工具。最新的技术说明（technical note）为您讲解大面积高光谱阴极发光成像的采集模式。大面积（large area）光谱采集模式主要用于面积较大标本的阴极发光成像，例如锆石和其他矿物。为了达到大面积阴极发光成像，特地调整光学模组中的光学器件，故意使狭缝平面中的CL焦点散焦。通过这一技术，我们就可以均匀地收集到较大阴极发光视场（FOV），视场大约~300× 200μ m2。通过调整狭缝宽度，平衡高效率（HE）和视野大小（与正常CL采集相比）

钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其优异的光电转换效率和低成本制备，在过去十年间引发了广泛的研究热潮，并被认为是最有潜力替代传统硅太阳能电池的下一代光伏技术之一。 近年来，PSCs 的效率不断提升，并在 NREL 的效率认证数据中屡创新高。嘉兴大学李在房教授团队联合杭州电子科技大学严文生教授和瑞典林雪平大学高锋教授，近期取得重大突破，成功开发了一种新的表面后处理策略，采用乙基硫代乙酸酯（ET）作为配体分子，有效调控了钙钛矿薄膜的性质，提高了器件的效率和稳定性。 这项研究成果发表在国际著名期刊《Advanced Functional Materials》上。

芬兰BioNavis生物大分子相互作用分析仪又叫所参数表面等离子体共振分析仪，BioNavis的SPR是在传统领域的基础上将应用扩展到材料科学和生命科学等领域。本篇文章主要介绍的就是利用BioNavis MP-SPR表征大面积的原子层石墨烯膜。

本文中所创新设计的基板配置，先将容易氧化的NBG背面子电池沉积埋入串联器件的底部，利用TRJ与頂部子电池为NBG形成封装保护，防止氧气趁透至混合的Pb-Sn钙钛矿吸收层中。也因为此种配置方式，不需要基板为透明基板，进而扩大基板的选择范围，可以进阶选择柔性聚合物、不锈钢、金属箔等不透明且耐高温的基板，大幅降低柔性全钙钛矿串联太阳能模块成本，透过光焱科技Enlitech最热销的SS-X100(AAA等级)太阳光模拟器以及光焱最广为人知的QE-R高精度QE量测系统，精准量测出PCE 为 25.3% 的刚性全钙钛矿串联太阳能电池。且在未封装情况下表现出令人印象深刻的氧气耐受性，在干燥空气中可存放超过 1000 小时后仍能保持其初始性能，在环境条件下以最大功率点运行 600 小时后，封装设备保持其初始性能的 100%，还能搭配金属涂层聚合物基板和金属箔上制造高效的柔性全钙钛矿串联太阳能电池。

有机太阳能电池（OPV） 凭借其轻薄、 柔性可弯曲和成本低廉等优势， 成为新一代光伏技术的重要发展方向。 而近年来， 全小分子有机太阳能电池（ASM OPV） 因其更易于合成、 更高的材料可重复性、 以及更易于精确调控材料特性等优点， 受到科研人员的广泛关注。 与聚合物太阳能电池相比， 全小分子有机太阳能电池ASM OPV 具有以下显著的优势和劣势：优点:1. 高纯度和可控性: 小分子材料可以通过精确的化学合成获得高纯度， 这使得材料特性更易于控制和重现， 从而提高电池性能的一致性和稳定性。2. 电子迁移率高: 小分子材料通常具有较高的电子迁移率， 这有助于提高电池的光电转换效率。3. 溶液加工性: 小分子材料通常易溶于有机溶剂， 适合溶液加工技术， 例如旋涂、 刮涂和印刷， 这些技术具有低成本和大面积制备的潜力。4. 结构灵活性: 小分子材料的化学结构可以通过分子设计灵活调整， 以优化光吸收、 电荷传输和能级匹配。5. 热稳定性: 小分子材料的结构稳定性较高， 一般具有更好的热稳定性， 这有助于提高电池的使用寿命。缺点:1. 薄膜形成难度: 小分子材料在成膜过程中容易出现结晶和相分离现象， 这会影响薄膜的均匀性和电池性能。2. 溶剂选择有限: 虽然小分子材料可以溶解在有机溶剂中， 但合适的溶剂选择有限， 这可能会影响制程的灵活性。3. 机械柔韧性较差: 小分子材料的机械柔韧性一般不如聚合物材料， 这可能会影响电池在柔性基板上的应用。4. 成本相对较高: 由于小分子材料的合成过程较为复杂， 纯度要求高， 其成本通常高于聚合物材料。5. 能级匹配挑战: 小分子材料的能级匹配需要精确设计， 这对材料设计和制备提出了更高的要求。另外， ASM OPV 系统也存在着一些问题， 例如 其分子堆积和聚集结构通常比聚合物系统更加脆弱， 导致其在实际应用中更容易发生性能衰退。近期， 香港理工大学李刚教授团队 在 Advanced Materials 期刊上发表了重要研究成果， 为提升全小分子有机太阳能电池的稳定性指明了新方向。

钙钛矿太阳能电池（PSC） 凭借其高效率和低成本的优势， 被认为是下一代光伏技术的主力军。 但是， 钙钛矿材料本身的稳定性和可控性问题， 是限制其大规模应用的关键因素。 近年来， 科学家们一直致力于开发更稳定高效的钙钛矿太阳能电池， 并在材料、 结构、 制备工艺等方面取得了显着的进展。近期， 香港科技大学周圆圆教授团队 在Nature Energy 期刊发表了重磅研究成果。 他们的研究揭示了钙钛矿薄膜单个晶粒表面的微观特征， 并提出了一种全新的 “微表面工程" 策略， 以提升钙钛矿太阳能电池的性能。

钙钛矿型太阳能电池在蓝绿光波段都有较好的吸收，材料带隙主要集中在1.6eV附近，搭配蓝光激光器作为PL激发源即可轻松实现稳态PL采集。

在探寻高效率太阳能转换技术的道路上，全钙钛矿串联太阳能电池由于其突破单结晶太阳能电池效率限制的潜力而备受瞩目。然而，其效率提升却受限于锡-铅混合窄带隙钙钛矿薄膜中的表面缺陷所引发的非辐射复合损失。华中科技大学刘宗豪和陈炜于《Nature Communications》(26 Aug.DOI 10.1038/ s41467-024-51703-0)提出了一种创新的表面重建策略，透过使用1,4-丁二胺作为化学抛光剂和乙二胺二碘化物作为表面钝化剂，有效消除了与锡相关的缺陷，并对抗有机阳离子和卤化物空位的缺陷。这一策略不仅提升了锡-铅混合钙钛矿薄膜的质量，还在钙钛矿/电子传输层界面处最小化了非辐射能量损失。结果显示，经此改良的锡-铅混合钙钛矿太阳能电池达到了22.65%和23.32%的能量转换效率，而全钙钛矿串联太阳能电池的认证能量转换效率更是一举达到了28.49%。

高德英特携ULVAC-PHI部分中国用户成功举办了第一次网络研讨会。此次研讨会主要讨论如何在XPS分析中，充分利用PHI在X-Ray独特的聚焦扫描设计，有效行使从大面积分析到微区分析功能，并演示了如何利用仪器的自动化设计，完成自动队列分析。可实现大量样品高效并且高质量的完成XPS分析。

钙钛矿太阳能电池（PSC）近年来发展迅猛，已成为最有潜力的下一代光伏技术之一。然而，钙钛矿材料的稳定性和制备工艺仍存在一些挑战，阻碍着 PSC 的大规模应用。提高钙钛矿电池效率和稳定性的一个重要方法是缺陷钝化，以减少缺陷态和陷阱态，提高电荷载流子传输效率。在最近发表在《Nature》期刊的一项重要研究中，由香港城市大学冯宪平教授和英国牛津大学 Henry J. Snaith 教授共同领导的团队，发展出了一种具有突破性的水活化动力钝化策略，为高效且稳定性的钙钛矿太阳能电池技术的实现铺平了道路。

在绿色能源的发展得到各国越来越多的重视与青睐的今天，光伏科技和太阳能电池的产业成长与技术研发成为了工业界和学术界共同的焦点。而这其中被广泛关注的当属使用具有钙钛矿结构的材料所合成的太阳能电池。钙钛矿结构是具有通式ABX3结构的一类化合物，除了CaTiO3外，还有BiFeO3、CsPbI3也具有这一结构。基于钙钛矿结构材料所合成的电池则一般被统称为有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池（PVSCs）。在光伏领域的研究中，钙钛矿太阳能电池因其能量转化率在近几年的飞速提高而备受关注。其中的佼佼者更是可以达到25%的能量转化率。 然而，在我们期待上述的有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池从实验室走向工业应用的时候，一个无法回避的问题出现在了研究者的面前：这种电池的环境敏感性非常之高。在电池的使用过程中，其性能稳定性和使用寿命很容易被环境湿度，环境热度，环境光照所影响，且这种影响多为负面影响。也就是说，要想让PVSCs能够被大规模应用，其环境耐性必须得到改进。 针对上述问题，香港城市大学Fengzhu Li于今年（2022年）4月在Advance Energy Materials中发表了等离激元局域光热现象调控钙钛矿太阳能电池应力以提升效率和稳定性的研究工作。该课题组发现二氧化硅包覆的金纳米管（GNR@SiO2）可有效提高钙钛矿太阳能电池的性能，尤其通过减小材料生成过程中所产生的残留应变，在维持电池高效转化率（23%）的前提下，大幅提高了电池的工作稳定性。这种GNR@SiO2有着8.2 nm的平均直径和40 nm的平均长度。其中的二氧化硅外壳结构的厚度在15 nm左右。

太阳能组件的高温高湿试验，源自于标准GJB150.7A-2009的要求，在标准中要求太阳能组件需要完成一系列老化试验来验证其质量。在试验中，可以用到高温高湿试验，即恒温恒湿试验箱是模拟环境测试的一种，下面我们来看一下这个试验是怎么做的。　　试验方式：恒温恒湿试验箱的高温高湿测试

钙钛矿太阳能电池 (PSCs) 凭借其高效率、低成本和可印刷性等优势，成为最有希望取代传统硅基太阳能电池的下一代光伏技术。然而，PSCs 在实际户外应用中面临着紫外线 (UV) 辐射带来的严峻挑战。为了解决这一问题，美国北卡罗来纳大学教堂山分校的 Jinsong Huang 教授团队在 Science 期刊发表了最新研究成果，他们通过开发一种新型的强键合空穴传输层 (HTL) 材料，有效地抑制了 钙钛矿太阳能电池 (PSCs) 的紫外线降解，并显著提高了器件的长期稳定性。

实验发现，缺陷的形成与溶液状态和加工条件息息相关，通过添加合适的添加剂，改变溶液状态，控制薄膜加工条件，可以降低钙钛矿多晶薄膜中缺陷密度，从而提高相应的器件的光电转化效率[2]。

Antonio Tricoli课题组报告了一个简单且可伸缩的多孔铁酸铋(BiFeO3)钙钛矿半导体，通过测试发现其光电化学性能明显提高。通过原子层沉积二氧化钛覆盖物和光辅助电沉积钴氧化物/氢氧化物辅助催化剂作用下，从原始微不足道的光电流密度显著增加到0.16 mA cm− 2(在模拟1sun太阳辐照AM1.5G光谱下)。改进的电荷转移和电化学动力学促进了光电氧化活性的显著增强。而且，这种铁酸铋(BiFeO3)光阳极功能相比可逆氢电极将光电化学氧化起始电位从0.7 V降低到0.6 V。

应用于光伏太阳能电池的材料可分为硅基材料（单晶，多晶，非晶），CdTe, CuInGaSe和CuInGaS。太阳能电池类型可以分为4大类：a第一代硅基太阳能电池（单晶，多晶）；b第二代薄膜太阳能电池(a-Si，CeTe，CIGS)；c第三代太阳能电池包含量子点太阳能电池，聚合物太阳能电池，染料敏化太阳能电池以及聚光型太阳能电池；d钙钛矿结构太阳能电池。ALD 镀层可以作为表面钝化层，缓冲池，窗户层，吸收层，电子/空穴接触或者透明导电氧化物。

1. **分子掺杂工艺：** 研究人员引入了一种使用二甲基胺基掺杂剂的分子掺杂工艺，该工艺能够创建一个与p-钙钛矿/ITO接触良好且能够完全钝化晶界的结构。这种创新工艺提高了钙钛矿太阳能电池的功率转换效率（PCE），实现了经认证的25.39%的PCE，这是对钙钛矿太阳能电池现有标准的改进。2. **分子挤压技术：** 该工艺采用了一种独特的“分子挤压”方法，在甲苯淬灭结晶过程中将分子从前驱体溶液排出到晶界和薄膜底部。这种独特的技术导致了钙钛矿薄膜的p-掺杂，有助于提高器件的效率。3. **长寿命和高效率：** 器件在逆向扫描时实现了25.86%的效率，并表现出卓越的稳定性，即使经过1000小时的光老化，仍能保持96.6%的初始效率。这表明钙钛矿太阳能电池在性能和可靠性方面取得了显著的进步。

有机太阳能电池（OSCs）近年来在光伏领域备受关注，其低成本、轻薄柔性和可大面积制备的优势，使其在建筑一体化、柔性电子等领域具有巨大的应用潜力。然而，有机太阳能电池的效率和稳定性仍然面临挑战，其中一个关键问题是阴极界面层（CIL）的性能限制。在最近发表在《先进能源材料》期刊上的重要研究中，由深圳职业技术大学胡汉林教授、香港理工大学李刚教授以及河南科技学院张万庆教授等共同领导的团队，揭示了一种利用多酚化合物改善有机太阳能电池阴极界面层的突破性策略，成功提升了有机太阳能电池的效率和稳定性，为推动有机太阳能电池的应用发展迈出了重要一步。