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認證效率22.72%@24cm² 單晶TiO2納米顆粒助力穩定高效鈣鈦礦模塊

 更新時間:2023-04-26 點擊量:288

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主要內容

鈣鈦礦太陽能電池在功率轉換效率方面取得了顯著進步,但與其他薄膜太陽能電池相比,從單個小尺寸器件到大面積組件,同時保持其商業競爭力仍然是一個挑戰。主要的障礙包括降低電子傳輸層的電阻損耗和固有缺陷,以及可靠地制備高質量大面積鈣鈦礦薄膜。

在這篇文章中,瑞士聯邦理工學院Paul J. Dyson&Nazeeruddin團隊、華北電力Songyuan Dai團隊、西安交通大學Guanjun Yang團隊報告了一種簡單的 Solvothermal 方法來合成具有暴露(001)晶面的單晶TiO2菱形納米顆粒。由于其低晶格失配和與鈣鈦礦吸收體的高親和力,高電子遷移率和低缺陷密度,基于單晶TiO2納米顆粒的小尺寸器件效率為24.05%,填充因子為84.7%。在連續運行1400小時后,器件仍保持90%左右的初始性能。團隊制作的大面積模塊獲得了22.72%的認證效率,有效面積接近24cm2,且在放大時效率損失降低。

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圖1:TiO2基于ETL的電子遷移率和TiO2/鈣鈦礦界面缺陷密度對FF損耗的影響


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圖2:單晶TiO2納米顆粒的形貌和表征


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圖3:基于NP和sc器件的光伏性能比較及表征


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圖4:基于NP和SC襯底的鈣鈦礦薄膜界面電荷轉移動力學


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圖5:模塊的架構和性能以及小型設備穩定性

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文獻信息

Single-crystalline TiO2 nanoparticles for stable and efficient perovskite modules

Yong Ding, Bin Ding, Hiroyuki Kanda, Onovbaramwen Jennifer Usiobo, Thibaut Gallet, Zhenhai Yang, Yan Liu, Hao Huang, Jiang Sheng, Cheng Liu, Yi Yang, Valentin Ianis Emmanuel Queloz, Xianfu Zhang, Jean-Nicolas Audinot, Alex Redinger, Wei Dang, Edoardo Mosconic, Wen Luo, Filippo De Angelis, Mingkui Wang, Patrick D?rflinger, Melina Armer, Valentin Schmid, Rui Wang, Keith G. Brooks, Jihuai Wu, Vladimir Dyakonov, Guanjun Yang, Songyuan Dai, Paul J. Dyson & Mohammad Khaja Nazeeruddin


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