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2021 Adv. Energy Mater. (IF 29.368), 稳定 10,000 小时的秘密,钙钛矿/硅串联太阳能电池

SS-X 太阳光模拟器使效率突破成为可能!

  Advanced Energy Materials (IF 29.368) 于2021年11月发表一项研究成果。科学家透过宽带隙界面层诱导钙钛矿/硅串联太阳能电池,并达成超过 10,000 小时的稳定性。

  为突破硅电池效率限制,使用钙钛矿/硅串联太阳能电池 (perovskite/silicon tandem solar cell, PK/c-Si TSC) 是一个合理的选择。在此研究中,科学家将 p-i-n 钙钛矿放在全纹理 c-Si 太阳能电池上,并建构单片串联太阳能电池 (tandem solar cell, TSC)。透过蒸发溶液 (evaporation–solution) 组合技术,p-i-n 钙钛矿太阳能电池在全纹理硅异质结电池上共形生长,以实现两端 PK/c-Si TSC。

  由于钙钛矿体底部残留的PbI2会对器件性能造成不利的影响,科学家在钙钛矿层和空穴传输层之间引入了热蒸发的 CsBr 薄层,以建构梯度钙钛矿吸收体和优化能级对齐,从而提高器件的开路电压和填充因子。透过光焱科技太阳光模拟器和标准电池校正,科学家对太阳能电池的光伏特性进行分析,验证 PK/c-Si 串联电池实现了 27.48% 的效率,并且在氮气中稳定超过 10,000 小时。光焱科技的太阳光模拟器与KA-6000软件,也同时提供了短路电流对时间变化的监控,以证明太阳能电池的稳定!

  然而,要想将效率提高 30% 以上,仍有许多机会等待挖掘。例如,如何将 PK/c-Si TSC 的 FF 提高到 80% 以上,是值得研究的一个课题。无论如何,科学家相信全纹理 PK/c-Si TSC 的潜力无穷,希望这种结构能够为低成本串联器件开辟商业化道路。

J-V EQE Perovskite Silicon Tandem Solar Cell CsBr

CsBr的J-V曲线、EQE光谱、VOC、JSC、FF和PCE。

bandgap Perovskite Silicon Tandem Solar Cell CsBr
CsBr J-V EQE Perovskite Silicon Tandem Solar Cell
(a) J-V 曲线 (b) 优化的 PK/c-Si TSC 的 EQE 光谱,有效面积为 0.5091 cm2。 (c) 8760 小时后无 CsBr 的 PK/c-Si TSC 器件效率 (d) 在氮气中 10,488 小时后,与 CsBr 的原始效率的比较。

关键词:钙钛矿、Perovskite、硅串联太阳能电池 、Silicon Tandem Solar Cell、太阳光模拟器、 Solar Simulator、量子效率 、Quantum Efficiency

原文: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.202102046

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