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日本新鈍化技術 TANDEM鈣鈦礦太陽能電池效率提高近2%



日本電通大學的科學家們近期宣布開發出一種新型錫鈣鈦礦太陽能電池,其帶隙寬度超過了1.6電子伏特。這種太陽能電池可作為無鉛鈣鈦礦-矽串聯太陽能電池的頂層。

研究人員指出,將鉛(Pb)替換為錫(Sn)在鈣鈦礦太陽能電池中會導致功率轉換效率顯著下降,主要是因為在製備鈣鈦礦墨水過程中,錫(Sn)會氧化形成Sn4+,並在製作過程中保留在鈣鈦礦薄膜中。


為了解決Sn4+在鈣鈦礦薄膜表面積聚的問題,該研究團隊採用了新的表面鈍化策略,使用了苯基矽烷(PhSiH3)作為還原劑。這種處理形成了矽氧烷層,改善了鈣鈦礦吸收層與電子傳輸層(ETL)富勒烯(C60)之間的接觸。這使得鈣鈦礦表面更具疏水性。


太陽能電池的結構包括玻璃基板、氟掺雜的錫氧化物(FTO)、聚合物PEDOT:PSS的載子傳遞層(HTL)、ASnI2Br吸收層(一種無鉛鈣鈦礦材料)、C60電子傳輸層(ETL)、Bathocuproine(BCP)緩衝層和銀(Ag)金屬接觸。


科學家們比較了經過新型鈍化處理和未處理的太陽能電池的性能。研究結果表明,經過表面處理的太陽能電池的效率達到了5.50%,而未經處理的設備僅為3.65%。他們強調PhSiH3處理的有效性,其可加速光致發光衰減、降低系列電阻和增加電荷復合阻抗,從而減少了Sn4+的積聚並改善了鈣鈦礦層與C60層的接觸。 參考文獻及圖片來源:


New passivation strategy paves the way for lead-free perovskite-silicon tandem solar cells; https://www.pv-magazine.com/2024/01/03/new-passivation-strategy-paves-the-way-for-lead-free-perovskite-silicon-tandem-solar-cells/


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