第一作者:Amran Al-Ashouri, Eike K?hnen
通訊作者:Steve Albrecht
通訊單位:柏林亥姆霍茲中心
鈣鈦礦學(xué)術(shù)QQ群:708759169
超越單電池效率,首先實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦電池的商業(yè)化,鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池是不二之選。鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵之一在于:必須穩(wěn)定帶隙較寬的鈣鈦礦材料,并保持有效的載流子傳輸。
有鑒于此,柏林亥姆霍茲中心Steve Albrecht等人報(bào)道了一種空穴選擇性接觸策略,可以實(shí)現(xiàn)效率穩(wěn)定高達(dá)29.15%(認(rèn)證效率)的鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池。
研究人員以帶寬為1.68 eV鈣鈦礦為研究對(duì)象,通過自組裝的甲基取代咔唑單分子層來確保有效的空穴選擇性接觸,最大程度地減少非輻射載流子的復(fù)合,從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定。
在沒有封裝的空氣中,鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池在運(yùn)行300小時(shí)后仍保持了其初始功率轉(zhuǎn)換效率的95%。
研究認(rèn)為,低理想因子(1.26)和高單結(jié)填充因子(84%)加速了空穴提取,串聯(lián)開路電壓最高達(dá)到了1.92 V。在沒有封裝的情況下,鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池在空氣中運(yùn)行300小時(shí)后,仍能保持其初始效率的95%。
總之,這項(xiàng)研究為鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性提供了全新的思路,有力地推動(dòng)了串聯(lián)電池的商業(yè)化進(jìn)程。
參考文獻(xiàn):
AmranAl-Ashouri et al. Monolithic perovskite/silicon tandem solar cell with >29% efficiency by enhanced hole extraction. Science 2020, 370, 1300-1309.
https://science.sciencemag.org/content/370/6522/1300