摘要
近年來,鈣鈦礦太陽能電池 (PSC) 憑借其高效率、低成本等優(yōu)勢,迅速崛起,成為光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而,在將實(shí)驗(yàn)室小面積器件放大到工業(yè)化的大面積生產(chǎn)時(shí),PSC 的效率往往會下降,這也就是所謂的“放大損失"。如何有效降低放大損失,是推動 PSC 產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵。
華北電力大學(xué)李美成教授團(tuán)隊(duì)在國際期刊《先進(jìn)功能材料》(Advanced Functional Materials) 上發(fā)表了最新研究成果,通過消除低電導(dǎo)率接觸點(diǎn),均勻化電子提取,實(shí)現(xiàn)了高效的鈣鈦礦太陽能電池,并大幅降低了放大損失。
研究方法
研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地采用了一種結(jié)合化學(xué)浴沉積和改進(jìn)旋涂的定制沉積方法,在具有光管理紋理的基板上制備了均勻的電子傳輸層 (ETL)。 KPFM 和 C-AFM 的測試結(jié)果證實(shí)了該 ETL 具有均勻且優(yōu)化的電學(xué)特性。
設(shè)計(jì)及工作原理
研究團(tuán)隊(duì)利用光焱科技的 QE-R 量子效率測試系統(tǒng),對器件進(jìn)行了 EQE 測量,并結(jié)合二維 PL 和 TRPL 映射技術(shù),深入揭示了均勻 ETL 導(dǎo)電性和電子提取對降低器件放大損失的顯著貢獻(xiàn)。
結(jié)果與貢獻(xiàn)
結(jié)果表明,采用兩步法沉積鈣鈦礦薄膜時(shí),0.08 cm2 器件和 1 cm2 器件之間的 δPCE(效率差)從 5.02% 降低到 2.97%。而采用一步法沉積鈣鈦礦薄膜時(shí),活性面積為 0.08 cm2 和 1 cm2 的器件分別獲得了 25.13% 和 23.93% 的能量轉(zhuǎn)換效率 (PCE),δPCE 從 7.89% 降低到 4.77%,這進(jìn)一步驗(yàn)證了該方法在降低放大損失方面的顯著效果。
光焱科技的 QE-R 量子效率測試系統(tǒng)為該研究提供了可靠的 EQE 數(shù)據(jù)支持,其高重復(fù)性和 NIST 可追溯的 SI 可追溯鏈確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。此外,QE-R 系統(tǒng)的手套箱集成能力和各種定制的樣品測試夾具,為該研究提供了極大的便利性和靈活性。
結(jié)論
這項(xiàng)研究為在器件放大過程中保持高效率提供了新的思路,為推動 PSC 產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提供了更多可能性。
Reference?
Advanced Functional Materials, First published: 13 May 2024?