摘要

近年來，鈣鈦礦太陽能電池 (PSC) 憑借其高效率、低成本等優(yōu)勢，迅速崛起，成為光伏領(lǐng)域的研究熱點。然而，在將實驗室小面積器件放大到工業(yè)化的大面積生產(chǎn)時，PSC 的效率往往會下降，這也就是所謂的“放大損失”。如何有效降低放大損失，是推動 PSC 產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵。

華北電力大學(xué)李美成教授團(tuán)隊在國際期刊《先進(jìn)功能材料》(Advanced Functional Materials) 上發(fā)表了最新研究成果，通過消除低電導(dǎo)率接觸點，均勻化電子提取，實現(xiàn)了高效的鈣鈦礦太陽能電池，并大幅降低了放大損失。

研究方法

研究團(tuán)隊創(chuàng)新性地采用了一種結(jié)合化學(xué)浴沉積和改進(jìn)旋涂的定制沉積方法，在具有光管理紋理的基板上制備了均勻的電子傳輸層 (ETL)。 KPFM 和 C-AFM 的測試結(jié)果證實了該 ETL 具有均勻且優(yōu)化的電學(xué)特性。

設(shè)計及工作原理

研究團(tuán)隊利用光焱科技的 QE-R 量子效率測試系統(tǒng)，對器件進(jìn)行了 EQE 測量，并結(jié)合二維 PL 和 TRPL 映射技術(shù)，深入揭示了均勻 ETL 導(dǎo)電性和電子提取對降低器件放大損失的顯著貢獻(xiàn)。

結(jié)果與貢獻(xiàn)

結(jié)果表明，采用兩步法沉積鈣鈦礦薄膜時，0.08 cm2 器件和 1 cm2 器件之間的 δPCE（效率差）從 5.02% 降低到 2.97%。而采用一步法沉積鈣鈦礦薄膜時，活性面積為 0.08 cm2 和 1 cm2 的器件分別獲得了 25.13% 和 23.93% 的能量轉(zhuǎn)換效率 (PCE)，δPCE 從 7.89% 降低到 4.77%，這進(jìn)一步驗證了該方法在降低放大損失方面的顯著效果。

光焱科技的 QE-R 量子效率測試系統(tǒng)為該研究提供了可靠的 EQE 數(shù)據(jù)支持，其高重復(fù)性和 NIST 可追溯的 SI 可追溯鏈確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。此外，QE-R 系統(tǒng)的手套箱集成能力和各種定制的樣品測試夾具，為該研究提供了極大的便利性和靈活性。

結(jié)論

這項研究為在器件放大過程中保持高效率提供了新的思路，為推動 PSC 產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提供了更多可能性。

Reference?

Advanced Functional Materials, First published: 13 May 2024?