Science钙钛矿/硅叠层太阳能电池-界面工程 | 2篇
01钙钛矿-硅叠层太阳能电池的稳定性和效率，将需要减少非辐射复合recombination损失。今日，德国 柏林亥姆霍兹材料与能源中心(Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH) Silvia Mariotti，Eike Köhnen，Steve Albrecht等，在Science上发文，将三卤化物钙钛矿（1.68电子伏特带隙）与碘化哌嗪界面修饰相结合，改善了能带排列，减少了非辐射复合损失，并增强了电子选择性接触的电荷提取。在p-I-n单结中，太阳能电池表现出高达1.28伏特的开路电压，在钙钛矿-硅叠层太阳能电池中，表现出高达2.00伏特的开路电压。串联电池实现了高达32.5%的认证功率转换效率。
Interface engineering for high-performance, triple-halide perovskite–silicon tandem solar cells。高性能三卤化物钙钛矿-硅叠层太阳能电池的界面工程。
图1 表面处理和电荷传输层，对三卤化物triple-halide，3Hal钙钛矿薄膜电子性质的影响。
图2 三卤化物3Hal薄膜的特性及表面处理，对单结太阳电池性能的影响
图3. 钙钛矿型硅叠层太阳能电池的优化性能。在串联太阳能电池中，钙钛矿层和硅电池之间的界面修正，用以提高性能。研究1表明，基于产生正偶极子，离子液体碘化哌嗪改善了三卤化物钙钛矿和C60电子传输层界面的能带排列，并增强了电荷提取，从而在硅叠层电池中实现了2.0伏的开路电压。文献链接https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf5872DOI: 10.1126/science.adf5872
02
硅太阳能电池Silicon solar cells正在接近其29%的理论效率极限。先进的设备架构，有望超越这一效率限制，其中两个或更多个太阳能电池的堆叠，用以改善太阳能的收集。今日，瑞士 洛桑联邦理工学院(Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) Xin Yu Chin等，在Science上发文，设计了一种串联器件，其中钙钛矿层共形地涂覆在硅底电池上，具有微米金字塔结构（工业标准），以提高其光电流。在加工过程processing sequence中，利用添加剂，调节钙钛矿结晶过程。在与电子选择性接触富勒烯界面的钙钛矿顶表面，减轻了发生的复合损失。该项研究展示了有效面积为1.17平方厘米的器件，达到了31.25%的认证功率转换效率。
Interface passivation for 31.25%-efficient perovskite/silicon tandem solar cells.31.25%效率钙钛矿/硅叠层太阳能电池的界面钝化
图1.当加入五氟苯甲酸4,5,6-pentafluorobenzylphosphonic acid，FBPAc时，减少了非辐射复合损失，并改善了晶体性质。
图2.五氟苯甲酸FBPAc对钙钛矿结晶和最终微结构的影响。
图3 由于磷酸phosphonic acid，Me-4PACz和五氟苯甲酸FBPAc的联合作用以及串联正面的金字塔织构，3.31.25%效率的钙钛矿/c-Si。研究2表明，在晶体硅电池的微金字塔上，均匀沉积钙钛矿顶部电池，在叠层太阳能电池中，实现高光电流。两种不同的膦酸改善了钙钛矿结晶过程，并使复合损失最小化。这些改进产生了钙钛矿/硅叠层电池，对于至少1平方厘米的有效面积，其经认证的功率转换效率超过31%。文献链接https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf5872DOI: 10.1126/science.adf5872https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg0091DOI: 10.1126/science.adg0091本文译自Science。
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