31.25%効率のペロブスキート/シリコンタンデム太陽電池のインターフェースパッシベーション

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• 太陽光発電

背景:

• シリコンの太陽電池は 理論的には29%の効率の限界があります
• 複数の太陽電池を積み重ねた タンデムデバイスのアーキテクチャは 太陽エネルギー収集を改善することで これらの限界を超えることを可能にします
• 先進的な装置のデザインは 次世代の太陽エネルギー技術にとって不可欠です

研究 の 目的:

• ペロブスキートとシリコンを組み合わせたタンデム太陽電池装置を開発し,従来のシリコン電池の効率の限界を上回る.
• マイクロピラミッドのコンフォームペロブスキートコーティングを通して,シリコン底細胞の光電流生成を強化します.
• ペロブスキート/電子選択接触界面での再結合損失を軽減する.

主な方法:

• 業界標準のマイクロピラミッドでシリコン底部セルにコンフォームでコーティングされたペロブスキート上の層を持つタンデム太陽電池の製造.
• ペロブスキットの結晶化を制御するために,加工中に添加物を利用する.
• バックミンスターフラーレン (C60) を電子選択コンタクトとして使用する.

主要な成果:

• 活性面積1.17cm2のタンデム太陽電池の実証
• 31.25%の認証された電力変換効率を達成し,シリコンのみの電池の理論的限界を超えました.
• ペロブスキート結晶の成功調整と再結合損失の減少

結論:

• 開発されたペロブスキート・シリコン・タンデム・ソーラー・セル・アーキテクチャは, シリコン・セル・シングル・ジャンクションの効率の限界を効果的に克服しています.
• ペロブスキート結晶を制御し,インタフェース再結合を最小限に抑えることは,タンデムデバイスで高電力変換効率を達成するための鍵です.
• この研究は,高度なタンドム光伏技術を用いた高効率の太陽光エネルギー変換への実行可能な経路を示しています.