有效的全矿联太阳能电池与低光学损失的卡巴佐利尔互连层
Chenshuaiyu Liu1, Renxing Lin1, Yurui Wang1
1National Laboratory of Solid State Microstructures, College of Engineering and Applied Sciences, Frontiers Science Center for Critical Earth Material Cycling, Nanjing University Nanjing 210023 (China).
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|November 3, 2023
概括
研究人员使用金属氧化物纳米晶体和卡巴基分子开发了新的孔输送层 (HTL),以减少矿联太阳能电池中的光学损失. 这一创新提高了功率转换效率,并提高了设备的稳定性.
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.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 单立体全矿联太阳能电池通过结合宽带间隙 (WBG) 和窄带间隙 (NBG) 矿提供高功率转换效率 (PCE).
- 相互连接层 (ICL) 对联电池至关重要,但通常会导致光学损失,限制整体性能.
- 像PEDOT:PSS这样的电流孔传输层 (HTL) 可以导致光学损失和稳定性问题.
研究的目的:
- 通过取代传统的HTL和ICL来减少全矿联太阳能电池的光学损失.
- 为了提高矿联太阳能电池的功率转换效率 (PCE) 和运行稳定性.
- 为了研究金属氧化物纳米晶层与卡巴佐基孔选择分子 (CHs) 作为先进的HTL和ICL的使用.
主要方法:
- 开发了使用金属氧化物纳米晶层 (氧化物纳米晶 - ITO NCs) 的新型HTL和ICL,这些金属氧化物纳米晶层与carbazolyl孔选择性分子 (CHs) 固定在一起.
- 采用两种CH的混合物来调整ITONC的表面能量水平以获得最佳性能.
- 制造和特征优化混合-锡 (Pb-Sn) NBG矿石太阳能电池和全矿石双联太阳能电池.
主要成果:
- 优化的单节Pb-Sn NBG矿太阳能电池实现了23.2%的高PCE和33.5mA cm-2的短路电流密度 (Jsc).
- 采用新型HTL/ICL的全矿联太阳能电池达到28.1%的PCE,创纪录的Jsc为16.7 mA cm-2.
- 在最大功率点 (MPP) 的1太阳照明下经过500小时的运行后,封装式联体太阳能电池保留了90%的初始性能.
结论:
- 基于金属氧化物纳米晶的HTL/ICL显著降低了全矿联太阳能电池中的光学损失.
- 与传统方法相比,开发的材料可以实现更高的PCE和更好的操作稳定性.
- 这项工作为推进高效矿太阳能电池技术提出了一个有前途的战略.
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