大连化物所等制备出光电转化效率达27%的钙钛矿
文章来源:     发表时间:2019-12-08 07:17

近来,我国科学院大连化学物理研讨所薄膜硅太阳电池研讨组研讨员刘生忠团队联合陕西师范大学研讨员杨栋,经过将半通明钙钛矿电池与高效硅异质结薄膜电池结合,组成光电转化功率到达27.0%的四端钙钛矿-硅叠层太阳能电池。
晶硅太阳能电池是第一代太阳能电池,经过数十年开展,技能现已十分老练。现在,95%的光伏市场份额被晶硅太阳能电池所占有。实验室报导的最好的晶硅太阳能电池的光电转化功率现已到达26.6%,十分挨近它的理论光电转化功率极限29.4%。在物理规律下,晶硅电池的功率提高之路正变得越来越窄。为了完成更高的光电转化功率,越来越多的研讨开端重视将晶硅电池与其它的高功率电池组成叠层电池。
钙钛矿电池是近几年开展起来的第三代太阳能电池,它具有质料丰厚、本钱低、制备工艺简略、对缺点的容忍性好等长处。现在,实验室报导的钙钛矿电池光电转化功率已超越24%。钙钛矿的结构通式是ABX3,A位通常是正一价的有机阳离子CH3NH3+、NH=CHNH3+或许无机Cs+离子等,B位通常是正二价金属阳离子Pb2+、Sn2+等。X通常是卤素阴离子I-、Br-、Cl-等。经过离子替换,钙钛矿的带隙能够在1.4到2.3 eV之间灵敏调理,使它成为十分抱负的叠层电池子电池资料。
叠层电池由一个高带隙子电池和一个低带隙子电池组成。低带隙子电池拓宽了太阳光光子的利用率;高带隙子电池减少了半导体捕获高能光子后电子跃迁后弛豫进程的热能丢失。因而叠层电池具有比单结电池更高的极限光电转化功率。得到高功率的叠层太阳能电池的要害之一是在温文条件下制备通明电极,即在不损伤底层资料的前提下,制备兼具高导电性和高透光性的电极。
该团队运用真空热蒸腾堆积薄膜的办法,以三氧化钼/金纳米网/三氧化钼“三明治结构”作为通明电极,替换掉传统钙钛矿电池中的金属背电极。制备的半通明钙钛矿太阳能电池具有18.3%的光电转化功率,这是现在运用超薄金属制备的半通明钙钛矿电池的最高功率之一。将此半通明钙钛矿太阳能电池与光电转化功率23.3%的硅异质结薄膜电池结合,得到了光电转化功率27.0%的四端叠层太阳能电池。
该项研讨运用了一种简略低本钱的办法制备高导电性、高透光性的通明电极,有助于推进半通明电池以及多结/叠层电池的开展,下降光伏发电的本钱。相关效果宣布在《先进功用资料》上。该作业得到国家自然科学基金、我国国家重点研讨与开展计划、陕西省科技立异引导项目等的赞助。







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