質感のある結晶シリコンの溶液加工ペロブスキットによる効率的なタンデム太陽電池
Yi Hou1, Erkan Aydin2, Michele De Bastiani2
1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Toronto, Toronto, Ontario M5S 1A4, Canada.
Science (New York, N.Y.)
|March 7, 2020
まとめ
研究者らは高効率のペロブスキート-シリコンタンデム太陽電池を開発し,電荷収集と材料の安定性を向上させました. これらの新しいタンデム太陽電池は 25.7%の電力変換効率を達成し,以前の統合課題を克服しました.
科学分野:
- 太陽光発電
- 材料科学
- 再生可能エネルギー
背景:
- シングルジャンクションの太陽電池は理論的な効率の限界 (ショックリー・クエッサーの限界) に直面しています.
- ペロブスキート太陽電池は高効率のシングルジャンクション (>20%) を提供しますが,シリコンとの単体統合では課題に直面しています.
- バンドギャップが異なるタンドム太陽電池は より高い効率を約束します
研究 の 目的:
- シリコンタンドムの太陽電池を 開発する
- 厚いペロブスキット層の電荷集積の限界を克服するために.
- ペロブスキート-シリコンのタンデム装置の安定性と性能を改善する.
主な方法:
- 溶液加工ペロブスキートトップセルとテクスチャーされたシリコンヘテロジュンクションボトムセルを組み合わせた単体タンデムの製造.
- シリコンピラミッドの底部での枯渇幅の増大は,電荷の収集を改善します.
- 拡散の長さを改善し,相分離を抑制するために,1-ブタンエチオールを用いてペロブスキットの表面の受動化.
主要な成果:
- ペロブスキート・シリコン・タンデム・ソーラー・セルで 25.7%の認証された電力変換効率を達成した.
- 85°Cでの400時間の熱安定性試験の後,軽微な性能低下が実証された.
- 40°Cでの最大電源点追跡で400時間経つと,軽微な性能低下を示した.
結論:
- 溶液処理ペロブスキートとテクスチャのシリコンヘテロジャンクションの単体統合が成功していることが実証されています.
- 高効率で耐久性の高いペロブスキート・シリコン・タンデム・ソーラー・セルが生まれました
- これらの発見は,タンデムアーキテクチャを使用して光伏のショックリー-クエッサーの限界を克服するための道を開きます.
