在磁铁喷涂氧化电子传输层中对缺陷进行Hf兴奋剂和载体管理,用于矿太阳能电池的矿太阳能电池

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) 是一个有前途的可再生能源设备.
• 磁铁喷射锡氧化物 (SnO) 是PSC中常见的电子输送层 (ETL).
• 在SnOETL中的氧空缺 (V_O) 会导致电荷重组,限制PSC性能 (V_OC和FF).

研究的目的:

• 调查 (Hf) 兴奋剂对SnOETL对PSC的影响.
• 为了减少V_O缺陷,并改善SnO_O的光学和电气性能.
• 提高公共服务中心的整体效率和绩效.

主要方法:

• 磁铁喷射用于沉积SnO和Hf-doped SnO (HTO) 的ETL.
• 霍尔效应测量,X射线吸收光谱学 (XAS) 和X射线光电子光谱学 (XPS) 用于描述缺陷和载体密度.
• 密度函数理论 (DFT) 模拟以了解缺陷抑制机制.
• 使用SnO和HTO ETL的PSC的制造和性能测试.

主要成果:

• Hf兴奋剂成功地减少了SNOETL中的V_O相关缺陷.
• 在HTO膜中观察到载体密度降低和传导率提高.
• 具有HTO ETL的PSC显示了短路电流密度,V_OC和FF的显著改善.
• 基于HTO的优化PSC实现了平均功率转换效率 (PCE) 的18.23% (14.2%的增长) 和冠军PCE的21.2% (反向扫描).

结论:

• Hf兴奋剂是一种有效的策略,可以抑制磁铁喷射SnOETL中的V_O缺陷.
• 改进的ETL属性转化为提高PSC性能和效率.
• 这项工作为使用缺陷工程ETL开发高性能PSC提供了一条途径.