带有埋藏 Al 电网和 Li3PO4电子选择性接触的异质连接太阳能电池效率接近 24%.
Zhiyuan Xu1,2,3,4, Wei Li1,2,3,4, Yu Yan1,2,3,4
1Institute of Photoelectronic Thin Film Devices and Technology of Nankai University, Tianjin, P. R. China.
无添加剂的宽带间隙材料为异质连接 (SHJ) 太阳能电池接触器提供了一个有希望的替代品. 这项研究提出了一种创新的接口设计,实现了前置接触式SHJ太阳能电池的创纪录23.81%的效率.
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.
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 无添加剂的宽带间隙材料是异连接 (SHJ) 太阳能电池中无形 (a-Si) 接触物的有吸引力的替代品,因为它们具有载体选择性和与低温处理的兼容性.
- 在SHJ太阳能电池的前面实现这些接触,在平衡光学损失,接触电阻和网格模式方面提出了挑战.
研究的目的:
- 为了克服在SHJ太阳能电池前面实施无剂宽带间距接触的挑战.
- 开发一个优化光学性能,降低电阻和增强被动化的接口设计.
- 在SHJ太阳能电池中使用新的前接触策略来实现高功率转换效率.
主要方法:
- 开发了一个接口设计,整合了酸 (Li3PO4) 电子选择性层,化 (MgF2) 抗反射涂层和埋藏的Al/Li3PO4接触网格.
- 采用回火工艺来控制的扩散,并增强Li3PO4和MgF2层的性能.
- 在内在的a-Si:H中恢复被动化被用于抑制界面缺陷状态.
主要成果:
- 接口设计成功地平衡了光学损失和接触电阻,克服了以前的限制.
- 化导致局限的Al扩散,由于MgF2导致c-Si接口的向下波段曲,通过Li3PO4中的自我扩散减少了接触电阻,并抑制了接口缺陷.
- 开发的SHJ太阳能电池实现了23.81%的功率转换效率 (Voc = 715.2 mV,Jsc = 40.65 mA/cm2,FF = 81.9%).
结论:
- 这项研究证明了利用宽带间隙化合物作为SHJ太阳能电池的前接触器的可行途径,为此配置实现了报告中最高的效率.
- 创新的接口工程方法为下一代高效太阳能技术提供了一条道路.
- 这项工作突显了无多材料在提高光伏性能方面的巨大潜力.
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