在气体固体接口处可控制的矿结晶,用于没有孔导体的太阳能电池,具有超过10%的稳定功率转换效率
Feng Hao1, Constantinos C Stoumpos, Zhao Liu
1Department of Chemistry, and ‡Department of Materials Science and Engineering, and Argonne-Northwestern Solar Energy Research (ANSER) Center, Northwestern University , 2145 Sheridan Road, Evanston, Illinois 60208, United States.
Journal of the American Chemical Society
|November 7, 2014
概括
一种新的气体固体结晶方法使高质量,无孔的矿膜能够沉积到高效的太阳能电池中. 这种技术避免了中间体,提高了无孔运输材料的设备的性能和可重复性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 高性能矿太阳能电池需要无孔的矿薄膜.
- 对于简化的矿太阳能电池架构来说,无孔运输材料 (无HTM) 的异质连接装置是可取的.
- 传统的溶液处理通常会导致由于中间物种而导致不完全的膜覆盖.
研究的目的:
- 开发一种简单的低温气体固体结晶工艺,用于沉积高质量的矿膜.
- 研究结晶体形成机制,并将其与传统的溶液方法进行比较.
- 使用开发的无针孔膜制造和表征无HTM矿太阳能电池.
主要方法:
- 低温 (<150°C) 气固体结晶过程被用于CH3NH3PbI3矿膜沉积.
- 气体固体结晶与传统的基于溶液的方法进行了比较.
- 没有针孔的CH3NH3PbI3薄膜被用于构建没有HTM的矿太阳能电池.
主要成果:
- 气体固体方法成功地产生了高质量的,无针孔的CH3NH3PbI3膜,具有高表面覆盖率,低表面粗度和可控制的颗粒大小.
- 通过气体固体结晶沉积的薄膜避免了在溶液加工中观察到的问题针状溶液中间体.
- 由此产生的无HTM矿太阳能电池显示了增强的光收获,并实现了10.6%的功率转换效率,具有高可重复性 (在30个电池中±0.1%的偏差).
结论:
- 气体固体结晶是一种可行且有效的方法,用于制造高效的太阳能电池的无针孔矿膜.
- 这种方法比传统的解决方案处理提供了显著的优势,特别是对于无HTM的设备架构.
- 开发的过程显示了可扩展和可重复生产高性能矿太阳能电池的巨大潜力.
