導語
近日，美國科學家在光伏電池技術上取得了突破，他們通過在空穴傳輸層和鈣鈦礦吸收層之間放置氟化鋰夾層，減少了分流損失，成功制備出25.1%效率的24cm2鈣鈦礦-晶硅疊層太陽能電池。
這項由北卡羅來納大學教堂山分校主導的研究制備了一種大面積鈣鈦礦-晶硅疊層太陽能電池。為了實現25.1%的穩態功率轉換效率，研究人員試圖克服鈣鈦礦太陽能技術從小面積電池擴展到大面積設備時的典型問題-分流問題。光伏電池中的“分流”為器件中的光生載流子提供了可替代的流動途徑，這會導致電力損失。分流電阻的降低與多種形式的組件退化和失效有關，例如熱斑和各種潛在衰退。
氟化鋰(LiF)中間層是改善物理接觸界面并減輕分流的關鍵因素。研究人員將氟化鋰(LF)置于聚三芳胺(PTAA)制成的空穴傳輸層(HTL)和寬帶隙(WBG)鈣鈦礦吸層之間作為中間層。“大量不良界面接觸和空襲會作為分流的途徑” 研究人員介紹，“LiF中間層可以避免界面空隙的形成，這可能是LiF中間層減少疊層電池分流的原因之一。”
研究人員通過濺射，熱蒸發和原子層沉積(ALD)沉積了疊層電池的其他層。他們還測試了三種不同的底部電池配置，在標準照明條件的測試下，24cm2串聯電池的效率為25.2%，開路電壓為1.89 V，短路電流密度為18.1 mA/cm2，填充系數為0.736。
孔徑面積為42.9 cm2的鈣鈦礦微型模塊的電流-電壓曲線
圖片來源:University of North Carolina at Chapel Hil，Cell Reports Physical Science
從本次研究的結果來看，該方法將對開發高效、可重復、大規模的鈣鈦礦-晶硅疊層太陽能電池很有價值。
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