ノベルa-Siインターレイヤパシベーションによるペロブスキート/PERCタンデム太陽電池のオープン回路電圧記録

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• 半導体物理学

背景:

• ペロブスキート/シリコンタンデム (PST) の太陽電池は次世代の太陽光発電の鍵です.
• パッシブエミッター・リア・コンタクト (PERC) シリコン電池は,堅固な底部電池プラットフォームを提供します.
• 製造中の熱損傷を最小限に抑えることは,PST細胞の性能にとって極めて重要です.

研究 の 目的:

• 拡散結界PERC底部セルを使用して単体PST太陽電池を開発する.
• シリコンとペロブスキットの両方の層の受動化技術によってオープン回路電圧 (V_oc) を強化します.
• 高効率で安定したPST装置を実証する.

主な方法:

• 低温 (<200 °C) のレーザーによる接触プロセスによるPERCシリコン底細胞の製造.
• PERCエミッターの表面をパシヴァーにするための無形シリコンの導入.
• n-オクティラムモニアムブロミド (OABr) を含むアンモニアム塩を用いたペロブスキート上部細胞の被動化.

主要な成果:

• アモルフなシリコンの被動化は,シリコンの表面再結合を減少させ,PERCの底細胞V_ocを0.58Vから0.61Vに改善した.
• OABrの被動化は,非放射性再結合を抑制することによって,ペロブスキート頂部細胞V_ocを1.18Vから1.22Vに増加させた.
• 最適化されたPST電池は,PERCベースのp型シリコン技術でV_ocが1.810Vで記録的な25.71%の電力変換効率 (PCE) を達成した.

結論:

• ダブルパッシベーション戦略は,単体PST太陽電池の性能を効果的に向上させます.
• 開発されたPST細胞は高いV_ocとPCEを示し,PERCベースの技術の新しい基準を設定しています.
• 装置は,湿熱試験の1000時間後に初期PCEの90.70%を保持し,優れた安定性を示しています.