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Science
The recent dramatic rise in power conversion efficiencies (PCEs) of perovskite solar cells (PSCs) has triggered intense research worldwide. However, high PCE values have often been reached with poor stability at an illuminated area of typically less than 0.1 square centimeter. We used heavily doped inorganic charge extraction layers in planar PSCs to achieve very rapid carrier extraction, even with 10- to 20-nanometer-thick layers, avoiding pinholes and eliminating local structural defects over large areas. The robust inorganic nature of the layers allowed for the fabrication of PSCs with an aperture area >1 square centimeter that have a PCE >15%, as certified by an accredited photovoltaic calibration laboratory. Hysteresis in the current-voltage characteristics was eliminated; the PSCs were stable, with >90% of the initial PCE remaining after 1000 hours of light soaking.
RESEARCH & DISCOVERIES
Current Areas of Study
钙钛矿太阳能电池
华中科技大学武汉光电国家研究中心陈炜教授-刘宗豪副教授团队致力于发展面向应用的大面积、高效、高稳定钙钛矿太阳能电池。研究团队包括教授1名、副教授1名、博士后2名、硕博士研究生20余名。团队拥有较完善的实验条件，150m2基础研究平台和200m2工艺放大超净间已投入使用。陈炜教授2015年获得国际上第一个大面积钙钛矿太阳能电池效率记录，写入权威效率记录表。2018年在美国Newport公司获得反式并联模组稳态化认证效率16.6%。2020年再次通过莱茵认证获得反式串联模组17.3%认证效率。基于多元氧化物固溶体和掺杂技术，实施“兼顾效率和稳定性的界面工程”，发展“气固法液化钙钛矿厚膜制备技术”、“新型无机半导体界面材料”、“钙钛矿/PCBM渐变异质结”、“惰性金属电极”等新材料、新结构和新概念，有效改善了钙钛矿太阳能电池，尤其是具有实用性的大面积器件的效率和稳定性。团队成员以第一作者和通讯作者（含共同）在Science（2015）、Nature Energy（2016/2020）、Science Advances（2016/2021）、Nature Communications（2018/2019）等期刊发表论文多篇。
代表性成果一
2015年，陈炜等基于反式器件结构，获得国际上首个大面积（1cm2）钙钛矿太阳能电池认证效率记录，写进权威效率记录表。论文以第一作者发表于W Chen, et al., Science, 2015, 350, 944。同期Science特约评论指出，该工作使钙钛矿太阳能电池加入了主流薄膜太阳能电池的行列。相关工作已获授权中国发明专利1项：ZL201510450181.2。
代表性成果二
2018年，陈炜团队在美国Newport认证反式结构并联组件稳态化效率16.3%（面积20.6cm2），为并联型组件国际最高认证效率。论文发表于Science Advances, 2021, DOI: 10.1126/sciadv.abg3749。2020年，陈炜团队通过莱茵认证反式结构串联组件效率17.3%（基板面积100cm2），该指标目前处于国际先进水平。相关工作申请中国发明专利1项：ZL201810683527.7。
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