高度透明的钙钛矿太阳能电池效率为18.22%

来源:钙钛矿材料和器件发布时间:2025-12-05 14:31:49

印度的一个研究团队研究了基于室温工艺制备的非晶铟锌高导电透明电极在钙钛矿太阳能电池中的应用,这些器件可用于叠层和建筑集成光伏应用。

图片来源:印度理工学院孟买分校

印度理工学院孟买分校的科学家们已演示了非晶氧化铟锌氧化物(a-IZO)透明电极(TEs)的无损室温沉积,用于钙钛矿太阳能电池应用。

与氧化铟锡(ITO)对应产品相比,a-IZO TE据称能避免温度敏感半导体材料的溅射损伤和分层。研究通讯作者Ananta Paul告诉pvmagazine:“我们发现,使用a-IZO作为透明电极相比传统ITO在性能和耐用性上更优越。”

该研究比较了a-IZO和多晶ITO(c-ITO)薄膜。其中包括在钙钛矿太阳能电池的后部透明电极中使用a-IZO。Paul说:“我们的基于a-IZO的器件实现了18.22%的功率转换效率,关键是避免了困扰类似器件的分层问题。”事实上,原型机的效率超过了基于c-ITO器件的15.84%功率转换效率。

透明钙钛矿太阳能电池(T-PSCs)采用了先进的“n-i-p”堆叠结构,结构如下:c-ITO或a-iZO电极、三氧化钼(VI)缓冲层(MoO3)、Spiro-MeOTAD空穴输运层、钙钛矿吸收层、二氧化锡(IV)(SnO2)的电子传递层(ETL)以及氟掺锡氧化物(FTO)电极。

分析测试结果后,研究人员发现,基于c-ITO器件的MoOx/TE界面缺陷是导致其PV性能低于a-IZO器件的主要原因。他们指出,光学特性表明a-IZO薄膜增强的迁移率有助于近红外区域更高的透射率。

他们提到顶层架构,强调采用a-IZO作为后电极的T-PSCs性能优于c-ITO。“基于a-IZO的器件改进的主要原因是其板材电阻较低(22.41 Ω/sq),高电荷迁移率(μ = 32.12 cm2/V.s),粗糙度低(RMS ∼ 1.05 nm),以及红外范围的高透射率(Tav ∼ 83.5%),研究人员表示。

还提到了a-IZO薄膜的优劣指数(FOM),他们称其高于c-ITO薄膜,确认了a-IZO在透明钙钛矿太阳能电池中的“优越适用性”。

团队表示,这项工作是对c-ITO层层剥离现象的首次详细研究,为开发高效透明钙钛矿太阳能电池的可靠透明电极提供了宝贵见解。

“此外,我们通过阐明高效透明钙钛矿太阳能电池从c-ITO向a-IZO转型的原因,弥合了文献中的重大空白,”报告指出,a-IZO的效率表明其有潜力提升透明钙钛矿太阳能电池在串联太阳能电池和建筑集成光伏(BIPV)应用中的性能和成本效益。

其工作详见发表在《 Journal of Physics D: Applied Physics》上的《Comparative study of industry-compatible indium-oxide-based sputtered transparent electrodes for transparent perovskite solar cells》中。

(消息来源:pv-magazine.com,  Journal of Physics D: Applied Physics)


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