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《宁波材料所钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池研究获进展》

  • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者： husisi
  • 发布时间：2023-07-24

  • 性接触，以实现高效钙钛矿、钙钛矿/硅叠层太阳能电池的制备。然而，由于SAMs吸附对复杂氧化物表面化学的敏感性，在金属氧化物（如氧化铟锡，Indium Tin Oxide，ITO）表面上实现均匀且无针孔的单分子层的沉积颇有挑战性。

    近期，中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员叶继春带领硅基太阳能及宽禁带半导体团队，在前期晶体硅和钙钛矿太阳电池研究的基础上，在钙钛矿/硅叠层电池方向取得了新进展。该团队提出了ITO表面重构的新方法，实现了效率为28.4%的四端钙钛矿/硅叠层太阳电池的制备。该工作通过氢氟酸和随后的紫外臭氧处理方法选择性地去除ITO表面不需要的末端羟基和水解产物，从而实现ITO表面重构。这种方法可增加ITO表面活性和面积，从而促进高密度SAMs的吸附。此外，所得的氟化表面还可以防止ITO与钙钛矿活性层的直接接触，并钝化钙钛矿的埋底界面。得益于协同改进的钙钛矿成膜、电荷提取、能级排列和界面化学稳定性，相应的单结钙钛矿太阳电池获得了21.3%的光电转换效率和较好的长期运行稳定性。科研人员将由重构的ITO制得的半透明电池和遂穿氧钝化接触（TOPCon）电池用于四端钙钛矿/硅叠层太阳电池的制备，最终获得了28.4%的效率。

    基于ITO表面重构的四端钙钛矿/硅叠层太阳电池的J-V曲线和ITO表面重构前后的微观形貌及表面化学变化图

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  • 《宁波材料所等发展出n-i-p钙钛矿/晶硅叠层太阳电池》
    • 来源专题：能源情报网监测服务平台
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    • 发布时间：2024-11-01
    • 钙钛矿/晶硅叠层太阳电池具有开发面向效率大于30%光伏组件的潜力，是光伏领域的研究热点。当前，隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）硅太阳能电池采用晶体硅电池技术。这一技术兼具高效率、成本效益和大规模生产等优势。目前，如何研发基于TOPCon底电池的高效钙钛矿/晶硅叠层电池技术是光伏产业的重要问题。   高质量的双面TOPCon底电池需要在n型TOPCon电子收集端和p型TOPCon空穴收集端同时实现良好的表面钝化。然而，在绒面上，基于掺硼多晶硅的钝化接触结构的钝化质量不佳，导致底电池开路电压下降，制约了基于TOPCon底电池的叠层电池效率提升。   中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员叶继春、曾俞衡等，联合浙江大学教授余学功团队，探讨了绒面上p型TOPCon钝化质量的提升及其在高效叠层电池中的应用等问题。   该研究通过改善绒面氧化硅的完整性、优化硼扩散曲线、提升氧化铝注氢质量等策略，提高了p型TOPCon的钝化质量。常规的双面对称寿命片的单面饱和电流密度与隐含开路电压分别是34.2 fA/cm2和689 mV；而优化后的p型TOPCon，寿命片的单面饱和电流密度与隐含开路电压分别为12.9 fA/cm2和715 mV。同时，双绒面TOPCon底电池的开路电压从690 mV提升至710 mV。目前，该研究所获得的TOPCon底电池相关技术指标处于行业内先进水平。   进一步，该团队将TOPCon底电池与钙钛矿顶电池集成，制备出n-i-p型正式钙钛矿/硅两端叠层太阳电池，获得超过1.9 V的开路电压和28.20%的效率（认证效率为27.3%），这展现出该体系具有开发高效叠层电池及组件的潜力。   近期，相关研究成果以Highly passivated TOPCon bottom cells for perovskite/silicon tandem solar cells为题，发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。研究工作得到国家自然科学基金、浙江省重点研发计划和宁波市重点研发计划等的支持。
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