Registro de tensión de circuito abierto en células solares en tándem de perovskita a través de una nueva pasivación...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Física de los semiconductores

Sus antecedentes:

• Las células solares en tándem de perovskita y silicio (PST) son clave para la próxima generación de energía fotovoltaica.
• Las celdas de silicio de contacto trasero con emisor pasivado (PERC) ofrecen una plataforma de celdas de fondo robusta.
• Minimizar el daño térmico durante la fabricación es crucial para el rendimiento de las células PST.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una célula solar PST monolítica utilizando una célula de fondo PERC de unión difusa.
• Mejorar el voltaje de circuito abierto (V_oc) a través de técnicas de pasivación tanto en capas de silicio como de perovskita.
• Para demostrar un dispositivo PST de alta eficiencia y estabilidad.

Principales métodos:

• Fabricación de una celda de fondo de silicio PERC con un proceso de contacto a baja temperatura (< 200 °C).
• Introducción de silicio amorfo para la pasivación de la superficie del emisor PERC.
• La pasivación de la célula superior de perovskita con sales de amonio, incluido el bromuro de n-octilamonio (OABr).

Principales resultados:

• La pasivación de silicio amorfo mejoró la célula inferior PERC V_oc de 0.58 V a 0.61 V al reducir la recombinación de la superficie de silicio.
• La pasivación OABr mejoró la célula superior de perovskita V_oc de 1,18 V a 1,22 V al suprimir la recombinación no radiativa.
• La célula PST optimizada logró una eficiencia de conversión de energía (PCE) récord del 25,71% con un V_oc de 1,810 V y un factor de llenado del 80,62% para la tecnología de silicio de tipo p basada en PERC.

Conclusiones:

• Las estrategias de doble pasivación mejoran efectivamente el rendimiento de las células solares PST monolíticas.
• Las células PST desarrolladas presentan un alto V_oc y PCE, estableciendo un nuevo punto de referencia para la tecnología basada en PERC.
• Los dispositivos demuestran una excelente estabilidad, conservando el 90,70% de la PCE inicial después de 1000 horas de prueba de calor húmedo.