为Sb2(S,Se) 3太阳能电池实现超过20的效率的优化路径
Xiaoyong Xiong1,2,3, Chao Ding2, Bingfeng Jiang3
1College of Materials Science and Engineering, Sichuan University, Chengdu 610064, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|September 13, 2024
概括
反硫化太阳能电池显示出有前途,但开放电路电压和填充因子损失限制了效率. 这项研究优化了内部电阻和接口特性,实现了超过26%的功率转换效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 抗二硫化 (Sb2(S,Se) 3) 是薄膜光伏的环保半导体.
- 当前Sb 2 太阳能电池达到10.75%的功率转换效率 (PCE),受到开放电路电压 (V oc) 和填充因子 (FF) 损失的阻碍.
- 了解Voc,FF和内部电阻之间的关系对于提高效率至关重要.
研究的目的:
- 为了研究Voc和FF在Sb2(S,Se) 3太阳能电池中的理论联系.
- 开发和实施阶段性优化策略,以克服Voc和FF损失.
- 为了实现Sb2(S,Se) 3的薄膜光伏,PCE超过20%.
主要方法:
- 对Voc和FF对内部电阻和非辐射重组的依赖性的理论分析.
- 阶段性优化包括内部阻力降低,带级修改,界面重组最小化和吸收层加厚.
- 薄膜太阳能电池Sb2(S,Se) 3的制造和特征.
主要成果:
- 优化内部阻力使FF损失从10.79%降至2.80%,使PCE增至12.57%.
- 修改频段水平增加了Voc18.75%,达到超过15%的PCE.
- 将接口重组缩小到最小,并将吸收器厚度增加到600nm,导致PCE的创纪录为26.77%.
结论:
- 内部电阻在低Voc/FF条件下显著影响FF,超过非辐射重组.
- 一个系统的优化方法解决内部电阻,带对齐,接口重组,和吸收器厚度是有效的.
- 这项研究为开发高效率Sb2(S,Se)3太阳能电池提供了路线图,超过20%的PCE并达到26.77%.


