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中科大徐集AM：效率 21% 的金屬襯底鈣鈦礦太陽(yáng)能電池@1cm²

閱讀：1062 發(fā)布時(shí)間：2023/4/11

主要內(nèi)容

基于透明導(dǎo)電氧化物(TCO)玻璃的傳統(tǒng)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PSC)面臨著一個(gè)挑戰(zhàn)，即由于串聯(lián)電阻損失，需要保持填充因子(FF)以進(jìn)行大面積放大。在金屬上構(gòu)建鈣鈦礦太陽(yáng)能電池有可能減少這種FF損失，并有望實(shí)現(xiàn)更靈活的應(yīng)用。但它們的效率和穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于基于TCO的PSC。

在這篇文章中，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)徐集賢教授團(tuán)隊(duì)報(bào)告了(i)鈣鈦礦/金屬(Cu, Au, Ag和Mo)界面上復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和促進(jìn)降解過(guò)程，這些過(guò)程與固有穩(wěn)定性密切相關(guān)；(ii)鈣鈦礦/金屬界面的能帶排列層間工程對(duì)實(shí)現(xiàn)高效率起著至關(guān)重要的作用。利用這些發(fā)現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)在鉬基板上使用p-i-n頂部照明結(jié)構(gòu)，使1cm2鈣鈦礦太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)了21%的光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)，這是基于金屬襯底PSC的最高報(bào)道。值得注意的是，與基于TCO玻璃的傳統(tǒng)PSC相比，由于面積擴(kuò)大而造成的FF和PCE損失顯著降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)，進(jìn)一步突出了PSC擴(kuò)大和組件設(shè)計(jì)的另一種途徑。

圖1：空氣中(RH -50%)加熱到150°C持續(xù)8個(gè)小時(shí)，沉積在不同襯底上的鈣鈦礦的形貌變化

圖2：空氣中加熱不同金屬襯底上的鈣鈦礦薄膜，其晶體結(jié)構(gòu)的演化

圖3：金屬/鈣鈦礦界面的特性

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文獻(xiàn)信息

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