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26.4%認證效率的厘米級全鈣鈦礦疊層太陽能電池

 更新時間:2023-04-06 點擊量:327

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主要內容
全鈣鈦礦疊層太陽能電池(TSCs)有望以低成本現高功率轉換效率。小面積(<0.1 cm2) TSCs效率的快速提高主要是由低帶隙(~1.25eV)鈣鈦礦底部子電池的進步推動。然而,對于寬帶隙(WBG,>1.75eV)鈣鈦礦頂部子電池目前仍存在較大的電壓和填充因子(FF)損失,特別是對于大面積(>1cm2) 的TSCs。
在這篇文章中,四川大學趙德威教授、四川大學陳聰特聘副研究員、廈門大學唐衛華教授、瑞士聯邦材料科學與技術研究所(EMPA)付帆博士等人開發了一種新型的自組裝單分子層 (4-(7H-dibenzo[c,g]carbazol-7-yl)butyl)phosphonic acid (4PADCB) 作為WBG鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)的空穴選擇層,該層通過抑制界面非輻射復合促進了高質量WBG鈣鈦礦的大面積生長,從而實現高效的空穴提取。將4PADCB集成到器件中,研究團隊在1.77-ev的PSC中展示了1.31V的高開路電壓(Voc),對應于0.46V的創紀錄低Voc虧損(相對于帶隙)。
使用這些WBG鈣鈦礦子電池,團隊報告了27.0%(26.4%經認證穩定)的單片全鈣鈦礦TSCs,孔徑面積為1.044cm2。經認證的疊層電池顯示出2.12V的高Voc和82.6%的FF出色組合。其展示的大面積TSCs具有認證的創紀錄效率,是升級全鈣鈦礦疊層光伏技術的關鍵一步。


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文獻信息

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Rui He, Wanhai Wang, Zongjin Yi, Felix Lang, Cong Chen, Jincheng Luo, Jingwei Zhu, Jarla Thiesbrummel, Sahil Shah, Kun Wei, Yi Luo, Changlei Wang, Huagui Lai, Hao Huang, Jie Zhou, Bingsuo Zou, Xinxing Yin, Shengqiang Ren, Xia Hao, Lili Wu, Jingquan Zhang, Jinbao Zhang, Martin Stolterfoht, Fan Fu, Weihua Tang & Dewei Zhao

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