摘要:一国际研究小组开发了一种基于甲基取代咔唑和亚微米级纹理硅底部异质结电池并采用空穴传输层的钙钛矿硅叠层太阳能电池。他们提议的电池配置使用市售的Czochralski硅片,预计效率将超过30%。
一国际研究小组开发了一种基于甲基取代咔唑和亚微米级纹理硅底部异质结电池并采用空穴传输层的钙钛矿硅叠层太阳能电池。他们提议的电池配置使用市售的Czochralski硅片,预计效率将超过30%。
他们的方法新颖之处在于推动钙钛矿硅叠层太阳能电池发展的多项创新技术和成果。其增强了钙钛矿层的润湿性,减少了分流问题(这是基于甲基取代咔唑(Me-4PACz)膦酸层的传统HTL的一个常见问题)。这一创新在保持Me-4PACz的卓越HTL特性的同时,实现了更好的成膜性能。
此外,研究小组使用的亚微米级纹理硅底部电池,克服了传统微米级纹理相关的挑战。这些纹理能够更好地与溶液法制备的钙钛矿薄膜相集成,由此减少反射损失、增强光输入耦合,同时保持与工业生产方法的兼容性。科研人员还优化了钙钛矿层的厚度和旋涂参数,这实现了在亚微米纹理表面的高效成膜,并证明了使用高成本效益、可扩展的溶液法生产高效型叠层电池的可行性。
研究人员在《ACS应用材料与接口》杂志上发表的《基于Czochralski亚微米级纹理化硅底电池且采用经过改进空穴传输层的钙钛矿/硅叠层太阳能电池转换效率超过30%》一文中介绍了这种新型电池设计。他们在文中解释说,他们利用一种通过湿法蚀刻随机金字塔纹理化的HJT底部电池提高了反射率和钝化性能。
对于顶部电池所使用的钙钛矿薄膜,他们将Me-4PACz HTL与较小的PA分子结合置于在钙钛矿层下方。这些额外的PA还可通过键合到相邻膦酸锚定基团上的氢桥形成更多偶极-偶极相互作用力。他们将不同的PA在乙醇(EtOH)中稀释,并与(EtOH中的)Me-4PACz以1:4的比例混合后旋涂在玻璃/ITO样品上。研究人员称,在优化了用于亚微米纹理的钙钛矿吸收层制备之后,通过Me-4PACz和PAA的连续应用——即进行旋涂-再次旋涂-退火处理的初步开发,成功制备了具有概念验证意义的叠层器件,其双面亚微米级纹理Cz-Si SHJ底部电池的功率转换效率达到了30.22%,从而实现了高达1.954伏的开路电压和30.15%的稳定效率。(来源:pvmagc)
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