第一作者:Qifeng Han, Yao-Tsung Hsieh, Lei Meng
通訊作者:Qifeng Han, Yang Yang
通訊單位: UCLA(美國)
研究亮點:
通過對疊層電池的納米界面工程化處理,發展了一種高效的鈣鈦礦/Cu(In,Ga)Se2疊層鈣鈦礦太陽能電池。
縱然后生可畏,但姜還是老的辣。只有合作才能雙贏,逐漸成熟的鈣鈦礦太陽能電池開始深諳此道,再也不是當年那個獨來獨往的少年。近年來,疊層鈣鈦礦太陽能電池通過對太陽光譜更高的利用率而使得轉化效率得到極大提高。
問題在于:疊層電池的界面連接層對整個電池性能起到關鍵性決定作用,既要保證有效的電學連接,又要保證較高的光學透過性。
有鑒于此,加州大學洛杉磯分校Yang Yang和Qifeng Han團隊發展了一種高效的鈣鈦礦/Cu(In,Ga)Se2兩節疊層鈣鈦礦太陽能電池。
圖1. PSC/CIGS疊層太陽能電池
研究人員以有機無機雜化鈣鈦礦作為前電池,CIGS作為后電池。通過納米尺度的界面工程化處理,控制CIGS的表面粗糙度,以及應用重度摻雜的有機空穴傳輸層PTAA,獲得了最佳界面,保留開路電壓,同時增強了填充因子和短路電流。
最終,研究人員實現了22.43%的轉化效率,未封裝的電池在1-sun輻照條件下經過500小時老化測試后,效率仍可保持90%左右。
圖2. CMP對CIGS表面的影響以及最終的電池性能
圖3. 半透明PSC性能
參考文獻:
Qifeng Han, Yao-Tsung Hsieh, Lei Meng, Yang Yang et al. High-performance perovskite/Cu(In,Ga)Se2 monolithic tandem solar cells. Science 2018, 361, 904-908.