在矿太阳能电池中通过晶格匹配的酸化物被动化减轻热应激和提高性能

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) 提供高效率,但热和结构稳定性不佳.
• 接口分层和残余应力限制了PSC设备的使用寿命.
• 目前的被动化方法通常无法在热循环下解决长期稳定性.

研究的目的:

• 为了提高矿太阳能电池 (PSC) 的结构和热稳定性.
• 研究酸介层对减少残余应力和防止分层的作用.
• 提高PSC的长期运营可靠性和效率.

主要方法:

• 在电子输送层 (ETL) 和矿层之间加入一个类化物中间层.
• 威廉森-霍尔2θ - Sin2Ψ分析以测量残余应力.
• 根据IEC 61215:2016标准进行热循环测试 (-40至85°C).
• 光终身成像显微镜 (FLIM) 来评估缺陷形成.

主要成果:

• 减少了室温残余应力,从3.68 MPa降至2.56 MPa.
• 在50个热循环后显著降低应力增加 (5.34MPa对比29.72MPa用于控制).
• 开放电路电压 (V_OC) 从1.08V提高到1.15V,功率转换效率 (PCE) 从17.9%提高到20.6%.
• 经过50个循环后,接受治疗的设备保留了71%的初始PCE,而对照设备在30个循环后失败了.

结论:

• 化介层有效地使矿层被动,增强结构完整性和热稳定性.
• 该方法可以防止间层分层,这对于PSC的长期性能至关重要.
• 这种方法可以开发高效且耐用的矿太阳能电池,用于实际应用.