Science:表面钝化提升钙钛矿硅叠层电池的效率和长期稳定性

来源:建筑光伏与碳中和技术发布时间:2025-09-10 14:41:59

科学家最新发现,采用1,3-二氨基丙烷二氢碘化物(简称PDAI)均匀涂覆钙钛矿层表面,可将钙钛矿硅叠层电池的转换效率提升至33.1%,并延长器件的户外长期稳定性。

图:Fraunhofer ISE

这一转换效率虽未刷新世界纪录,但在金字塔绒面叠层电池技术上实现了突破 —— 成功实现了钙钛矿层的高质量表面钝化。

此前,高效钙钛矿硅叠层电池多采用前表面抛光或具有亚微米绒面的硅底电池,因其表面相对平坦,更易实现钙钛矿层的均匀覆盖。但这种做法牺牲了硅底电池的光学性能,制约了叠层电池效率的进一步提升。

主流量产单晶硅电池的正面具有微米级金字塔绒面,光学性能更优。然而,在这种大型金字塔绒面上制备钙钛矿叠层需克服一系列困难,因此吸引了众多研究团队参与攻关。此前,科学家已优化了钙钛矿与硅之间的界面层,发明了在金字塔绒面上保型(conformal)沉积钙钛矿层的两步法(共蒸 + 湿法),还找到了若干提升钙钛矿层性能的添加剂。此次的钙钛矿表面钝化方案,是该领域的最新突破。

该研究团队由弗劳恩霍夫太阳能系统研究所、弗莱堡大学及阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的科学家共同组成。

该研究团队还发现,钙钛矿表面钝化可提升整个钙钛矿层的电导率,进而提高叠层电池的填充因子。他们将这一现象解释为钝化的深场效应。


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