用于下一代光伏的溶液加工二维材料

在能源需求不断增长的背景下，新型光伏（PV）技术的发展被认为是满足能源需求的关键解决方案之一。在此背景下，石墨烯及相关二维（2D）材料（GRMs），包括非层状二维材料和二维钙钛矿及其混合系统，正成为推动光伏技术创新的有希望的候选者。GRMs 的机械、热学和光电特性可以被应用于太阳能电池的不同有源组件中，以设计下一代器件。这些组件包括前（透明）和背导电电极、电荷传输层以及互连-复合层，还有光活性层。液相中 GRMs 的生产与加工，结合利用湿化学功能化按需调控其光电特性的能力，使其能够通过可扩展、可靠且低成本的印刷-涂布工艺有效集成到先进的光伏器件中。在此，我们综述了溶液加工二维材料在有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、量子点太阳能电池和有机-无机杂化太阳能电池以及叠层系统中的应用进展。我们首先简要介绍了二维材料的特性及其通过溶液加工路线的生产方法。然后，我们通过优值讨论了二维材料在电极、光活性层组分-添加剂、电荷传输层和互连层方面的功能，这些优值允许确定太阳能电池的性能并与现有技术先进水平值进行比较。最后，我们概述了进一步利用溶液加工二维材料以提升光伏器件性能的路线图。