高效的矿/有机双联太阳能电池,通过混合酸盐表面调制实现
Xue Wang1,2,3,4, Dong Zhang2, Baoze Liu2
1CAS Key Laboratory of Materials for Energy Conversion, Anhui Laboratory of Advanced Photon Science and Technology, Department of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology of China, Hefei, 230026, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|August 7, 2023
概括
一个新的被动化策略通过减少缺陷来增强宽带间隙矿太阳能电池 (PVSC). 这一突破提升了矿/有机合太阳能电池 (POTSC) 的效率和稳定性,实现了创纪录的24.47%的功率转换效率.
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:
- 矿/有机双联太阳能电池 (POTSC) 提供了超出Shockley-Queisser极限的灵活性和潜在效率等优势.
- 宽带间隙矿太阳能电池 (PVSC) 的低功率转换效率 (PCE) 限制了它们的应用.
- 缺陷介导的非辐射重组是高效率PVSCs的一个主要挑战.
研究的目的:
- 为宽带间隙矿材料开发一种新的被动化策略.
- 为了提高矿/有机合太阳能电池 (POTSC) 的性能和稳定性.
- 调查混合离子受试剂对缺陷减少和重组抑制的协同效应.
主要方法:
- 采用使用4-trifluoro phenethylammonium (CF3-PEA +,CA +) 和乙烯二 (EDA2 +,EA2 +) 的混合离子被动化策略.
- 被动化处理应用于太阳能电池设备中的宽带间隙矿层.
- 测量了设备性能指标,包括开放电路电压 (Voc),填充系数 (FF) 和功率转换效率 (PCE).
- 在光浸泡和热应力下进行了稳定性测试.
主要成果:
- 混合阴离子被动有效降低了电子/孔缺陷密度和非辐射重组率.
- 在宽带间隙PVSC中实现了1.35V的开放电路电压 (Voc) 和83.29%的填充系数 (FF) 的记录.
- 制造POTSC获得了创纪录的24.47%的PCE,这是迄今为止报告的最高效率.
- 未封装的POTSC在经过500小时的运行或60°C的热应力后保持了90%以上的初始PCE.
结论:
- 表面消极器的协同效应是实现高效率和稳定的宽带间隙PVSC的一个非常有前途的策略.
- 这种被动化方法显著提高了矿/有机联太阳能电池的性能.
- 开发的方法为基于矿的高效和耐用的太阳能技术的商业化提供了可行的途径.
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