高效和稳定的矿太阳能电池通过引入多功能表面调制器来实现
Rongshan Zhuang1, Peng Wang1, Linqin Wang2
1Yunnan Key Laboratory for Micro/Nano Materials & Technology, International Joint Research Center for Optoelectronic and Energy Materials, School of Materials and Energy, Yunnan University, Kunming, 650091, Yunnan, P. R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|December 6, 2024
概括
一种使用4,4'-(1,4-乙烯 bis(oxy)) bis(-1-硫酸盐 (ZR3) 的新型表面处理方法有效地使矿缺陷被动并抑制离子扩散,显著提高了太阳能电池的效率和稳定性.
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.
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 矿太阳能电池 (PSC) 面临表面缺陷和离子扩散的挑战,限制了它们的效率和稳定性.
- 同时抑制矿表面缺陷和抑制孔输送层 (HTL) 中的离子扩散仍然是一个关键的障碍.
- 开发用于表面调制的多功能材料对于推进PSC技术至关重要.
研究的目的:
- 为了引入一种新的多功能表面处理调节器,4,4' - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1-硫酸 (ZR3),用于矿太阳能电池.
- 调查ZR3在矿表面缺陷被动化和抑制离子扩散方面的能力.
- 评估ZR3处理对设备性能的影响,包括功率转换效率 (PCE) 和稳定性.
主要方法:
- 使用ZR3,一种含有硫酸组 (SO3-) 和Na+离子的化合物,作为矿层的表面处理.
- 分析涉及Pb相关和化物缺陷的缺陷被动化机制.
- 研究受治疗设备中的增强激子解离,能量水平对齐和电荷载体动态.
- 制造和表征n-i-p和p-i-n矿太阳能电池设备,有或没有ZR3处理.
主要成果:
- ZR3有效地使Pb相关的表面缺陷 (通过SO3-) 和化物缺陷 (通过Na+) 无效.
- ZR3处理增强了刺激子解离,改善了能量水平的调整,并促进了孔的提取.
- 基于ZR3的n-i-p设备实现了25.34%的PCE (对比控制的22.97%),而p-i-n设备达到25.96% (对比控制的23.99%).
- 由于抑制+离子迁移和减少矿缺陷,设备的稳定性得到了显著提高.
结论:
- ZR3作为矿太阳能电池的高效多功能调节器.
- 拟议的战略成功地解决了矿设备性能和寿命方面的关键挑战.
- ZR3展示了普遍性和商业化高效率和稳定的矿太阳能电池的巨大潜力.
