​喜报!兰州大学提高了太阳能电池的转换效率并降低了其成本

2019-10-08      305 次浏览

兰州大学教授彭尚龙团队采用新型电荷选择性材料改性、光吸收改善、硅纳米陷光结构的构筑、硅表面钝化和硅/金属界面接触电阻降低等策略,提升了太阳能电池转换效率,同时,降低了成本。该成果日前发表于《纳米能源》。


传统的硅基太阳能电池由于制备流程复杂、硬件设备投资高,使得电池成本高,限制了大规模的应用。用新型电荷选择性材料与晶硅基片形成非掺杂的异质结太阳能电池,可避免掺杂所需要的高温工艺,但这类材料本身空穴迁移率低、硅接触面性能差,以及存在硅/金属电极接触电阻高等问题,限制了电池转换效率的提高。


针对这些问题,研究人员通过将还原氧化石墨烯引入新型电荷选择性材料薄膜中,使导电性提高、电池材料光吸收增强。通过电池结构的设计、选用氧化锌作为电子选择性材料等技术改进,使得太阳能电池转换效率超过15%。


相关研究成果对传统硅基太阳能电池降低成本提供了新思路,为其将来大范围推广提供了可能。


纳米能源摘要:


这是一个长期的梦想光伏(PV)研究人员实现高性能硅(Si)异质结太阳能电池(Scs)只依赖低温和基于溶液的过程。一种新兴的载流子选择性接触光伏技术,包括高性能的硅衬底上两个极性的空穴和电子选择层(HSL和ESL),有望实现这一梦想。


在这里,我们报告了溶液处理过程中掺杂水平的精确控制。氧化锌薄膜及其成功应用于有机/硅异质结半导体激光器。结果表明,在ZnO(Li-ZnO)中加入Li可使其功函数在4.15~3.85eV之间进行精确的调谐。在Si/ZnO/Al异质接触中,Li浓度优化的Li-ZnO层的存在使电子的萃取率显著提高,表现为接触电阻率的大幅度降低。ρc)从100米到18米Ω厘米2。当与界面结合使用时钝化本征非晶硅(a-Si:H)是a-Si:H/Li-ZnO的双层电致发光层,有助于产生开路电压。V总干事)643mV,效率高达15.1%,对于采用溶液法制备的有机/SiSC来说都是非常显著的。在调整Li-ZnO性能以获得Si和背面电极之间的改善界面方面的进展,可能为进一步探索开辟一个新的方向。功能材料适用于高性能的ESLs通孔有效的基于解决方案的方法。


本文摘自:中国科学报


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