研究人员证明在钝化纹理硅上制备钙钛矿叠层更接近工业生产。
研究人员制作的钙钛矿硅串联太阳能电池的图像。阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)太阳能的增长速度比任何其他能源都快，然而，作为该行业的主力，硅已接近其物理效率极限，最先进的硅电池板可以将不到30%的光能转化为电能。
为了突破这一天花板，科学家们正在探索钙钛矿硅叠层太阳能电池，它们结合了钙钛矿顶层和硅底层，可以捕获更广泛的阳光并有望获得更高的性能。一个国际研究团队现在已经推进了这项技术，取得了突破，可以使其更接近大规模生产。他们表明，钙钛矿顶部电池的表面钝化可以在纹理硅上进行，这种类型已经用于大规模生产。他们的结果标志着朝着可以工业规模制造的高效太阳能电池板迈出了一步。
叠层太阳能电池依靠钙钛矿来促进光吸收，但硅仍然至关重要，因为它的生产方法已经成熟并被广泛采用，使用纹理硅底电池将使叠层电池能够适应现有的生产线。金字塔形状的纹理增加了硅的表面积，捕获更多的阳光。同时，这种不平坦的表面使得钙钛矿层难以顺利应用。到目前为止，有效的钝化，减少浪费能源的缺陷，仅在扁平太阳能电池上实现。
“到目前为止，有效的钝化尚未在纹理钙钛矿硅串联太阳能电池上得到充分利用，之前的成功主要局限于平面结构。但我们现在通过在不平坦的钙钛矿表面沉积
1,3-二氨基丙烷二氢碘化物来实现出色的钝化，”弗劳恩霍夫 ISE 的主要作者兼科学家 Oussama Er-Raji 博士说。
这种方法在 2.01 V的开路电压下提供了33.1% 的转换效率。
钝化在钙钛矿中的工作方式不同
研究人员还揭示了钝化在不同材料之间的行为方式的差异。在硅中，处理仅作用于表面。在钙钛矿中，它会影响整个吸收层。这种深场效应提高了导电性并提高了填充系数，从而提高了整体性能。
“这一认识为该领域未来的所有研究奠定了坚实的基础，”阿卜杜拉国王科技大学 (KAUST) 的 Stefaan De Wolf 教授说。“它增强了我们对顶部电池中发生过程的理解，同时将光转化为电能，使科学家能够利用这些知识来开发更好的叠层太阳能电池。”
为大规模使用做准备
这一突破凸显了为什么钝化仍然是太阳能进步的核心。“太阳能电池的表面钝化不是一个可有可无的功能，是一个必须有的功能。它是提高其效率和稳定性的重要助推器，“弗莱堡大学和弗劳恩霍夫 ISE 的 Stefan Glunz 教授说。
该研究建立在弗劳恩霍夫灯塔项目 MaNiTU 以及由联邦经济事务和能源部资助的 PrEsto 和 Perle 项目的基础上。通过克服限制可扩展性的障碍，该团队使钙钛矿硅串联太阳能电池更接近商业现实，该研究发表在《科学》杂志上。
(消息来源： interestingengineering.com, Science)
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