矿太阳能电池具有近100%的内部量子效率,基于大型单晶粒和垂直批量异质连接
Bin Yang1, Ondrej Dyck2, Jonathan Poplawsky1
1†Center for Nanophase Materials Sciences, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee 37831, United States.
Journal of the American Chemical Society
|July 10, 2015
概括
研究人员开发了一种新的方法,通过工程粒度边界 (GBs) 来改进矿太阳能电池. 这种技术可以减少能量损失,提高功率转换效率 (PCE),从而实现更有效的太阳能转换.
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.
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 有机金属化物矿膜存在诸如粒度边界 (GB),缺陷和陷之类的缺陷.
- 这些缺陷导致太阳能电池的非辐射重组,能量损失和功率转换效率 (PCE) 降低.
研究的目的:
- 为太阳能电池应用开发具有增强性能的矿膜的制造工艺.
- 为了抑制GBs的非辐射重组,并改善载体收集.
主要方法:
- 一个层次的制造工艺,涉及空气暴露和热,以生长大型的单晶矿颗粒.
- 在GB中透Spiro-OMeTAD以创建垂直对齐的批量异质连接.
主要成果:
- 有大型单晶颗粒和垂直导向的GB的矿膜成功地生长.
- 由于空间电荷区域,GBs中的非辐射重组被显著抑制.
- GBs作为活跃的载体收集通道,导致可见光谱的内部量子效率接近100%.
- 优化细胞的平均PCE达到16.3±0.9%.
结论:
- 开发的方法为高性能矿太阳能电池的理想单晶薄膜生长提供了可行的替代方案.
- 这种方法展示了工业上现实的加工技术,以实现理论上最大的PCE.
- 工程 GBs 可以转化为有益的组件,用于高效的电荷运输和收集在矿太阳能电池.
