多功能半导体聚合物多化宽带隙层,用于高效率和长寿命的全矿太阳能电池
Ziang Xie1, Sen Chen2, Shiping Zhang1
1Beijing Key Laboratory for Magneto-Photoelectrical Composite and Interface Science, School of Mathematics and Physics, University of Science and Technology Beijing, Beijing, 100083, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|December 31, 2024
概括
使用聚[bis(3-hexylthiophen-2-yl) thieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione] (PBDTTPD) 的新兴兴兴奋剂策略显著提高了全矿并联太阳能电池的性能. 这一进步提高了下一代光伏设备的效率和稳定性.
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.
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 矿太阳能电池 (PSC) 显示出可再生能源的巨大前景.
- 串联PSC (TPSC) 提供更高的效率潜力,但在性能和稳定性方面面临挑战.
- 在宽带间隙 (WBG) 矿层中缺陷被动化对于TPSC增强至关重要.
研究的目的:
- 开发一种兴奋剂策略,以提高双终端全矿联PSC (T-PSC) 的性能和稳定性.
- 研究一种特定的半导体聚合物PBDTTPD在增强WBG矿层中的作用.
- 评估结合PBDTTPD的T-PSC的效率和稳定性,包括在柔性基板上的性能.
主要方法:
- 合成并将多功能半导体聚合物PBDTTPD纳入T-PSC的WBG矿层.
- 描述T-PSC性能,包括功率转换效率 (PCE) 和暗存下的稳定性.
- 在柔性聚乙烯-纳酸盐 (PEN) 基板上制造和测试T-PSC,以评估抗曲能力.
- 光电子模拟以确定WBG单连接PSC的理论PCE极限.
主要成果:
- 一个优化的T-PSC实现了26.87%的功率转换效率 (PCE).
- 加入PBDTTPD改善了WBG矿晶体性,将顶细胞PCE提高到18.49%.
- T-PSC表现出极好的稳定性,在2880小时的暗存储后,它保留了87.4%的初始PCE.
- 在PEN基板上的柔性T-PSC达到22.96%的冠军PCE,具有增强的抗曲性能.
- PBDTTPD的被动化部位与Pb2+缺陷形成了坐标键,减轻了重组.
结论:
- 在提高T-PSC的性能和稳定性方面,PBDTTPD兴奋剂策略非常有效.
- 强大的PBDTTPD和矿缺陷之间的坐标结合相互作用是改善设备特性的关键.
- 进一步减少散装和表面重组对于在未来的T-PSC中实现更高的PCE至关重要.
- 开发的T-PSC显示了灵活和稳定的太阳能采集应用的潜力.
