在反向矿太阳能电池中改进孔运输的同质化NiO纳米粒子
Shiqi Yu1,2, Zhuang Xiong1,2, Haitao Zhou1,2
1Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, P. R. China.
Science (New York, N.Y.)
|November 23, 2023
概括
通过一种新型的自组装方法优化矿太阳能电池的孔输送层,显著提高了功率转换效率和稳定性. 这一进步解决了用于改进太阳能应用的反向PSC的关键局限性.
科学领域:
- 材料科学
- 可再生能源
- 太阳能发电
背景情况:
- 与传统的太阳能电池相比,倒置矿太阳能电池 (PSC) 的功率转换效率 (PCE) 较低.
- 这一性能差距部分是由于孔输送层 (HTL) 的负载传输效率低下和形态不佳.
- 氧化 (NiO) 纳米粒子是常见的HTL材料,但它们的自组装需要优化以提高性能.
研究的目的:
- 为提高HTL性能,优化[4-[3,6-二甲基-9H-碳-9-]酸 (Me-4PACz) 在NiO纳米颗粒上的自组合.
- 提高HTL的形态,导电性和粘合能力,用于反向PSC.
- 在反向PSC中实现更高的PCE和更好的运行稳定性.
主要方法:
- 使用过氧化处理以优化Me-4PACz对NiO纳米粒子的自组合.
- 描述了HTL形态和导电性,并指出了Ni3+和表面基的形成.
- 使用优化的HTL制造和测试反向PSC和最小模块.
主要成果:
- 在小面积 (0.074厘米) 的设备中获得了认证的25.2%PCE.
- 经过1000小时在50°C的阳光照明下保持85. 4%的初始PCE.
- 在85°C下500小时后保持了85. 1%的初始PCE.
- 在较大面积的最小模块 (14.65 cm2) 中获得了21.0%的PCE.
结论:
- 通过H2O2处理在NiO纳米粒子上由自组装的Me-4PACz形成的优化HTL显著提高了反向PSC的性能.
- 改进的纳米粒子分散,Ni3+形成和表面基组有助于高导电性和稳定性.
- 这种方法为开发高效和稳定的矿太阳能电池提供了可行的策略.
