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晶体硅太阳能电池的导电空穴选择性钝化接触

DOI：10.1002/aenm.201903851 期刊：Advanced Energy Materials 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 材料的缺陷态钝化与导电性始终相互制约，因此单一材料很难同时具备优异的载流子传输能力和缺陷态钝化性能。这使得硅太阳能电池必须采用部分钝化与局部接触策略，导致制备工艺技术复杂。因此，在硅光伏器件中亟需兼具良好钝化性与导电性的材料。本研究提出了钝化-导电相图，并利用PEDOT:Nafion复合薄膜实现了导电-钝化-载流子选择性接触。采用背面PEDOT:Nafion接触的工业级多晶硅太阳能电池实现了18.8%的转换效率，展示了溶液法有机钝化接触概念。该方案有望免除传统介质钝化材料所需的昂贵高真空设备沉积、高能耗高温工艺及复杂激光开孔步骤。本研究还为p型和n型硅太阳能电池分别提供了有效的背面场方案和新型空穴选择性接触，既适用于科研需求，也可作为未来硅基光伏技术的低成本表面工程策略。
作者： Lu Wan，Cuili Zhang，Kunpeng Ge，Xueliang Yang，Feng Li，Wensheng Yan，Zhuo Xu，Lin Yang，Ying Xu，Dengyuan Song，Jianhui Chen
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种兼具优异载流子传输与缺陷态钝化性能的材料，以突破硅光伏电池中这两项特性传统对立的局限。

研究成果

该研究成功展示了采用PEDOT:Nafion复合薄膜实现的导电-钝化-载流子选择性接触，获得了18.8%的功率转换效率。这种方法通过消除对高真空设备和高温工艺的需求，简化了硅太阳能电池的制造流程，为未来光伏技术提供了一种极具前景的低成本表面工程策略。

研究不足

该研究聚焦于开发一种用于硅太阳能电池的新材料概念，但PEDOT:Nafion复合薄膜在工业环境中的长期稳定性和可扩展性仍有待充分探究。

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