北理工Science：29.4%效率@25cm2！鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池中實現鹵化物均勻分布的晶核工程

發表時間：2024-08-07 12:02

在疊層太陽能電池所需的寬帶隙鈣鈦礦中實現鹵化物陰離子均勻分布有一定難度，因為穩定鈣鈦礦(如甲脒碘化鉛)偽立方核的較小甲胺氯添加劑對混合鹵化物成分無效。研究團隊用碘化油銨穩定所需的晶核，并用真空淬火控制表面張力，使具有25平方厘米有效面積的鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池實現了29.4%的功率轉換效率，并且在50°C下800小時后保持90%的效率。

主要內容

寬帶隙(WBG)疊層結構的吸收體結晶度差、織構較弱，在實際操作中導致了鹵化物-陽離子混合遷移和相偏析。在這篇文章中，北京理工大學研究團隊通過晶核工程制備WBG鈣鈦礦薄膜，在富溴聚集體和2H相形成之前將3C相成核來控制WBG膜對成分不敏感的生長。所得的WBG吸收劑具有較好的結晶度和織構特性，抑制了非輻射復合，增強了對各種老化應力的抵抗能力。

*終，鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池在25平方厘米的有效面積上達到29.4%(第三方評估為28.8%)的功率轉換效率，在1平方厘米的有效面積效率達32.5%。這些太陽能電池封裝后，在25°和50°C的**功率點(AM 1.5G照明，全光譜，1sun)下，分別在1301和800小時后保持了98.3%和90%的初始效率。

圖1. 不同寬帶隙吸收層的晶體學和光電子特性

圖2. 寬帶隙吸收體核工程的實驗研究

文獻信息

Nuclei engineering for even halide distribution in stable perovskite/silicon tandem solar cells

Yihua Chen, Ning Yang, Guanhaojie Zheng, Fengtao Pei, Wentao Zhou, Yu Zhang, Liang Li, Zijian Huang, Guilin Liu, Ruiyang Yin, Huanping Zhou, Cheng Zhu, Tinglu Song, Chun Hu, Dezhi Zheng, Yang Bai, Ye Duan, Yakuan Ye, Yiliang Wu, Qi Chen

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