减少钙钛矿/电子传输层界面的非辐射复合是实现高性能稳定钙钛矿/硅叠层太阳能电池的关键挑战。
本研究分析了能量损失,并设计了双层钝化策略以提升叠层电池的性能与耐久性。实验结果表明,该双层钝化策略可精确调控钙钛矿能级排列、降低缺陷密度并抑制界面非辐射复合。此外,原子层沉积的AlOₓ在钙钛矿晶粒表面形成均匀薄膜,同时在晶界处形成岛状结构,为后续PDAI₂沉积提供了纳米级局部接触区域。该结构在充当离子扩散阻挡层的同时,实现了适度的n型掺杂,提升了电荷抽取与传输效率。采用AlOₓ/PDAI₂处理的单片式钙钛矿/硅叠层太阳能电池,在使用基于Q CELLS Q.ANTUM技术制备的工业硅底电池上,实现了31.6%的光电转换效率(认证效率为30.8%)。
此外,该器件在25°C下进行最大功率点跟踪1000小时后,仍保持95%的初始效率。
提出AlOₓ/PDAI₂双层钝化策略:结合ALD-AlOₓ的致密钝化与PDAI₂的n型掺杂能力,协同降低界面非辐射复合损失,显著提升Voc与FF。
实现工业硅底电池上的高效叠层器件:采用Q CELLS工业硅底电池,认证效率达30.8%(实验室最高31.6%),是迄今基于工业硅路线的顶级性能之一。
兼具优异稳定性:器件在85°C暗态存储1000小时后保持92%初始效率,在MPPT运行1000小时后仍保持95%,展现出卓越的操作稳定性。
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深圳职业技术大学李竞白、香港科技大学章勇、中科院合肥物质科学研究院Jiajiu Ye、潘旭和成均馆大学Nam-Gyu Park

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