三化物宽带间隙矿,用于高效的合体
Jixian Xu1,2,3, Caleb C Boyd2,4, Zhengshan J Yu5
1Chemical and Biological Engineering, University of Colorado, Boulder, CO 80309, USA. michael.mcgehee@colorado.edu jixianxu@ustc.edu.cn.
Science (New York, N.Y.)
|March 7, 2020
概括
研究人员使用三合金开发了稳定的宽带间隙矿太阳能电池. 这些进步克服了关键的局限性,为高效的-矿二联太阳能电池铺平了道路,其功率转换效率超过30%.
科学领域:
- 材料科学
- 固态物理
- 太阳能发电
背景情况:
- 宽带化物矿对于高效-太阳能电池至关重要.
- 目前面临的挑战包括光诱导的相隔离和这些矿的低开路电压.
- 实现超过30%的功率转换效率需要克服这些基本局限性.
研究的目的:
- 设计高效和稳定的宽带间隙矿顶层电池,用于并联太阳能应用.
- 解决光诱导的相分离,改善光载体的性能.
- 为了证明单质-太阳能电池的增强性能.
主要方法:
- 使用三合金 (,,) 来调整带间隙并增强半导体的稳定性.
- 通过用取代来改善溶性并缩小格子参数来修改矿组成.
- 制造了半透明的矿顶部电池,并将它们与底部电池集成到两端的单体合体中.
主要成果:
- 实现了高效的1.67电子伏特宽带间隙矿顶部电池.
- 观察到光载体寿命和电荷载体移动性增加了两倍.
- 即使在100太阳强度下,也被证实抑制了光诱导的相分离.
- 在60°C的最大功率点 (MPP) 运行1000小时后,报告的降解率低于4%.
- 在1平方厘米面积的单体合太阳能电池中达到27%的PCE.
结论:
- 三化矿合金在照明下有效稳定宽带间隙半导体.
- 提高材料性能可以提高性能和运行稳定性.
- 开发的矿顶部电池适用于高效矿合太阳能电池,接近30%的PCE目标.
