克服基于薄金属的重组层中的光学损失,以实现高效的n-i-p矿-有机双联太阳能电池
Jingjing Tian1,2, Chao Liu3,4, Karen Forberich5
1Institute of Materials for Electronics and Energy Technology (i-MEET), Department of Materials Science and Engineering, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.
Nature communications
|January 2, 2025
概括
在相互连接层中优化黄金纳米粒子可以提高矿-有机联太阳能电池的效率. 这一策略最大限度地减少了寄生体吸收,提高了光子利用率和设备稳定性,以实现更高的功率转换.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源工程可再生能源工程
背景情况:
- 矿-有机双联太阳能电池 (P-O-TSCs) 的效率高于单结电池.
- 在n-i-p P-O-TSC中的互连层 (ICL) 经常受到金属纳米颗粒的寄生体吸收的影响,从而限制了性能.
- 这种寄生体吸收减少了光子利用,并阻碍了前后细胞之间的光电匹配.
研究的目的:
- 为了减轻P-O-TSC的金 (Au) 嵌入式ICL中的光学损失.
- 通过优化ICL内的Au纳米粒子特性来提高P-O-TSC的效率和稳定性.
主要方法:
- 通过操纵底层表面特性来定制ICL中的Au纳米颗粒的形状和尺寸分布.
- 研究纳米粒子形态学对局部表面等离子体共振 (LSPR) 吸收和电子孔再组合的影响.
- 制造和表征优化的P-O-TSC,包括CsPbI2Br和各种有机细胞.
主要成果:
- 实现了更少,更小,更均的球形Au纳米粒子,显著降低LSPR吸收.
- 在优化的ICL中保持有效的电子孔重组.
- 在有机后置电池中显示了>1.5 mA/cm2的大量电流增益.
- 实现了25.34%的冠军P-O-TSC效率,改善了设备的长期稳定性.
结论:
- 控制ICL中的Au纳米粒子形态对于减少P-O-TSC中的光学损失至关重要.
- 优化的ICL提高了光电流匹配和整体设备效率.
- 开发的战略导致高效和稳定的矿-有机联太阳能电池.


