纳米级烯层:通过烯-D被动化增强矿太阳能电池

科学领域:

• 太阳能光伏和可再生能源
• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 矿太阳能电池 (PSC) 提供高效率和低成本,但存在稳定性问题.
• 关键的挑战包括离子迁移和降解在矿/孔输送层 (HTL) 接口.
• 可扩展性和长期的运营稳定性对于商业化至关重要.

研究的目的:

• 开发一个可扩展的被动化战略,以提高PSC的性能和稳定性.
• 为了解决矿/HTL接口上的离子迁移和缺陷诱导的降解.
• 为了研究帕利-D作为超薄的被动化层的有效性.

主要方法:

• 利用化学蒸汽沉积 (CVD) 在矿/HTL接口上涂上超薄的烯-D层.
• 帕利-D的功能群促进双酸化,使Pb²+离子和表面缺陷无效.
• 制造大型PSC和模块以评估性能和可扩展性.

主要成果:

• 帕利-D被动化显著降低了非辐射重组和抑制了离子迁移.
• 优化的PSC实现了23.75%的效率,改善了开通电路电压和填充系数.
• 经过处理的设备在1500小时 (10%RH,室温) 后保持初始效率,在1200小时 (65°C,N2) 后保持80%.
• 一个25厘米2模块显示了19.44%的模块效率和20.59%的活跃区域效率.

结论:

• 基于CVD的parylene-D被动化是一种实用且可扩展的方法,可以提高PSC的效率和运行稳定性.
• 该技术有效地减轻了降解途径,而不会影响设备形态或电气性能.
• 这种方法对高性能矿太阳能电池的商业可行性具有重大前景.