宁波质料所钙硅叠层最新Nature Energy – 质料牛

发布时间：2025-03-10 12:06:28 来源： 作者：深度访谈

一、宁波【导读】 

叠层太阳能电池（TSCs）由财富成去世的质料y质结晶硅（c-Si）底电池战钙钛矿太阳能电池组成，那类挨算有后劲真现逾越单结太阳能电池Shockley-Queisser极限的所钙超下效力（隆基最新钙硅叠层效力NREL认证：33.9%），同时依然具备老本下风。硅叠叠层效力的层最后退离不开对于顶部钙钛矿电池的钻研，其中收罗钙钛矿组成/薄度的料牛调节，引进增减剂或者分中的宁波钝化层，战正在纹理c-Si衬底上斥天安妥的质料y质工艺等。可是所钙后退TSCs效力也需供闭注功能层，如毗邻顶部战底部子电池的硅叠电干戈的复开层（RL）。下效的层最RL理当具备劣秀的光教特色及下黑中透明度，以确保底部硅电池具备短缺的料牛光收受及卓越的电功能，且可能从顶部战底部子电池中提与战复开过剩载流子。宁波古晨操做于下效TSCs的质料y质中间质料收罗氧化物透明导电层（TCOs），如氧化铟锡（ITO）、所钙氧化铟锌（IZO）战掺铝氧化锌等。此外，基于nc-Si:H(p+)/nc-Si:H(n+)的隧讲复开层（TRL）也被普遍操做于制备下效的钙钛矿/c-Si TSCs。可是，那些设念存正在确定规模性，由于那些复开层可能正在薄膜群散历程中组成誉伤，或者限度顶部钙钛矿电池制备工艺（高温制备）。

二、【功能掠影】

远日，宁波质料所叶继秋教授散漫苏州小大教李孝峰教授宣告了相闭论文，提醉了操做由硼战磷异化的多晶硅叠层组成的隧讲复开层钝化钙硅叠层太阳能电池，更有利于载流子传输及抽与。该太阳能叠层电池真现了28.76%的认证效力，500小时的MPP遁踪仍保存85%的效力。第一做者Jingming Zheng战Zhiqin Ying，通讯做者为叶继秋教授及李孝峰教授。相闭文章以“Polycrystalline silicon tunnelling recombination layers for high-efficiency perovskite/tunnel oxide passivating contact tandem solar cells”宣告正在Nature Energy上。

三、【中间坐异面】

1.报道了一种操做硼战磷异化的多晶硅（多晶硅）叠层组成的隧讲复开层钝化钙/硅叠层

2.后退了对于载流子传输及隧讲机制的认知

 四、【数据概览】

图1.  微不美不雅战光伏功能。a.叠层挨算示诡计。b.TEM 图及EDS图谱。c.以IZO RL或者poly-Si TRL 制备的perovskite/TOPCon TSCs的J-V直线。d.PCE战VOC的统计扩散图。e.顶电池战底电池的EQE图谱。f.认证的J-V直线，实用里积0.1321cm²。g.经暂晃动性测试（干度=40-70%, 温度=20-35 °C）。©Springer Nature Limited

图2.  特色及功能。a.经由历程ECV测出的丈量的多晶硅(p+)/多晶硅(n+)/SiOx/n-Si挨算的活化战异化剂硼战磷浓度扩散。b.经由历程SIMS测出的丈量的多晶硅(p+)/多晶硅(n+)/SiOx/n-Si挨算的活化战异化剂硼战磷浓度扩散。c.能级挨算图。d.不开样品的iVoc随光照强度的直线。e.暗态J-V直线。f. TOPCon战TJ-TOPConSCs的J-V直线。© Springer Nature Limited

图3.  Meo-2PACz的收受合计战特色。a.MeO-2PACz吸附IZO（111）战SiO2（111）基多晶硅基板的部份电荷稀度扩散。b.对于应的COHP直线。c. IZO/MEO-2PACz战poly-Si (p+)/MEO-2PACz的FTIR收受图谱。d. IZO，poly-si (p+)，IZO/MEO-2PACz战poly-Si (p+)/MEO-2PACz的XPS的C 1s图谱。© Springer Nature Limited

图4.  样品正在IZO战poly-si(p+)上的电教功能。a.三维KPFM图片。b. UPS图谱。c.稳态荧光图谱。d.瞬态荧光光谱。e. PSK/MEO-2PACz/IZO的瞬态收受光谱。f. PSK/MEO-2PACz/poly-Si(p+)的瞬态收受光谱。g. PSK/MEO-2PACz/IZO正在不开延迟时候下的瞬态收受光谱。h. PSK/MEO-2PACz/ poly-Si(p+)正在不开延迟时候下的瞬态收受光谱。i.回一化的衰减能源教直线。© Springer Nature Limited

图5. 载流子传输机制。a.光失调态下的能带图。b. SC、MPP战OC条件下器件内的空穴战电子电流稀度扩散。c.异化浓度为(N_d) = 2 × 10¹⁹cm^-3 MPP下多晶硅(p+)战多晶硅(n+)地域内的Jh战Je扩散、复开/BBT率战吸应的能量图。d.异化浓度为(Nd) = 2 × 10²⁰cm^-3 MPP下多晶硅(p+) 战多晶硅(n+) 地域内的Jh战Je扩散, 复开/BBT率战吸应的能量图。e. N_d随太阳能电池器件参数的修正图谱。© Springer Nature Limited

五、【功能开辟】

本文做者提醉了操做散晶硅（poly-Si）再散漫层（TRL）做为构建钙钛矿/TOPCon TSCs。经由历程抑制杂量的相互散漫战赚偿熏染感动，使患上poly-Si(p+)/poly-Si(n+)界里处具备犀利杂量边界的下异化浓度，从而组成为了下量量的隧讲结（TJ）。同时做者对于poly-Si TRL的钙钛矿/TOPCon TSCs的载流子传输/隧讲机制妨碍了周齐的实际阐收，掀收了经由历程BBD妨碍载流子传输对于真现下挖充果子（FF）战效力的尾要性。该项工做有看减速钙钛矿/TOPCon TSCs的财富化历程，使患上光伏财富背斥天更下效、更具老本效益的小大规模能源斲丧足艺迈出尾要一步。

本文概况：https://www.nature.com/articles/s41560-023-01382-w

本文由搬砖仔女供稿

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