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薄膜太阳能电池
摘要： 铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池存在背接触处的高复合损耗以及前接触层的寄生吸收问题。介电钝化层能克服这些限制，实现对界面复合的有效控制——随着薄膜太阳能电池效率提升且厚度减薄以减少贵金属消耗，这一特性变得愈发重要。我们展示了通过原子层沉积技术在CIGS上制备的氧化物基钝化层的光电与化学界面特性。适当的沉积后退火工艺可消除有害界面缺陷并促使CIGS表面重构氧化。不同钝化方案的光电界面特性高度相似，证明无论钝化氧化物中采用何种金属元素，都能有效抑制界面态。当使用氧化铝（Al2O3）作为钝化层时，我们证实其界面电荷会产生额外的场效应钝化作用，形成优于最先进硫化镉（CdS）缓冲层的界面钝化效果?；诟没Ы缑婺Ｐ?，我们开发出无需接触图案化的全区域背面界面钝化层，相比标准钼背接触实现了1%的绝对效率提升。
关键词： 铜铟镓硒（CIGS）、硫化镉（CdS）、原子层沉积、氧化、薄膜太阳能电池、复合损耗、氧化铝（Al2O3）、界面钝化
更新于2025-09-23 15:21:01
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晶体硅太阳能电池金属-硅界面开路电压与复合损耗之间的相关性
摘要： 对于丝网印刷硅太阳能电池而言，优化正面金属电极与硅之间的接触特性对实现高效率至关重要。随着技术进步，太阳能电池效率持续提升。特别是在高效太阳能电池中表面复合效应愈发重要时，理解并控制金属接触区域的复合成为必要。金属-硅界面的复合是导致太阳能电池开路电压(Voc)下降的主要原因。迄今为止，硅太阳能电池电极研究主要着眼于降低串联电阻，而针对电极引发复合的研究较少。未来定量评估电极复合对效率的影响将更为重要。本文通过测量不同表面掺杂浓度和烧结温度下的饱和电流密度(Jo)，分析了丝网印刷银电极与硅界面的接触特性，并研究了接触特性对Voc及复合的影响。实验表明：Jo.pass随表面掺杂浓度降低而减小，Jo.metal则随表面掺杂浓度和烧结温度升高而增大。通过SEM/TEM观察银晶粒尺寸分布、ICP-OES测量银浓度进行Jo.metal的定量分析，发现Jo.metal越大银晶粒浓度越高，证实电极下方的银晶?；嵩龃驤o.metal。通过计算表面复合速度变化和Voc下降幅度，分析了Jo.metal对电池电学特性的影响。本研究定量评估了日益重要的金属化区域复合效应，特别是发射极掺杂分布和银晶粒对表面复合的影响，并对硅片表面银晶粒数量进行了量化分析。
关键词： 丝网印刷硅太阳能电池、饱和电流密度、开路电压、银晶粒、复合损耗、金属-硅界面
更新于2025-09-23 15:19:57
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钙钛矿太阳能电池器件建模的见解
摘要： 从这一视角出发，我们通过建模与模拟探究了钙钛矿太阳能电池的器件物理特性。我们讨论了影响钙钛矿太阳能电池建模的多种因素，包括离子作用、介电常数、态密度以及复合损耗的空间分布。通过重点研究钙钛矿光伏器件中非理想能级排列的影响，我们揭示了低复合钙钛矿材料的一个独特特征——界面处主要电子自诱导偶极的形成，该现象显著提升了内建电势与器件开路电压。最后，我们探讨了钙钛矿光伏领域器件建模的未来方向，阐述了若干亟待解决的关键问题，而器件模拟将成为推动该领域未来发展的重要有力工具。
关键词： 器件物理、态密度、模拟、器件建模、复合损耗、介电常数、钙钛矿太阳能电池、能级排列
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过精细调节聚合物结构最小化电压损耗实现高效室内有机太阳能电池
摘要： 本文详细研究了以苯并二噻吩(BDT)为基、含5,8-双(5-溴噻吩-2-基)-6,7-二氟-2,3-双(3-(辛氧基)苯基)喹喔啉受体的一系列给体-受体(D-A)共轭聚合物作为电子给体的体异质结(BHJ)太阳能电池，重点考察了其光电特性、光伏性能、结构构象、形貌变化、载流子迁移率及复合动力学随BDT噻吩取代基(烷基(WF3)、烷硫基(WF3S)和氟代(WF3F))变化的关系。研究表明：相较于烷基和烷硫基取代基，氟取代基通过协同效应显著抑制双分子复合损耗、降低串联电阻(RS)、提高并联电阻(RSh)、抑制陷阱辅助复合、实现载流子传输平衡、优化纳米级形貌结构，并使最高占据分子轨道(EHOMO)能级更深。基于此，WF3F:[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(PC71BM)有机光伏器件在500 lx室内LED光照下同时实现了17.34%的高光电转换效率(PCE)与0.69 V的高开路电压(VOC)(归功于电压损耗抑制)，并在1倍太阳光(100 mW/cm2)条件下保持9.44%的PCE，属于罕见的高性能案例。
关键词： 串联与并联电阻、相干长度、共轭聚合物、广角X射线散射、有机光伏器件、复合损耗、室内照明条件
更新于2025-09-11 14:15:04
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采用新型n型小分子有机材料进行界面工程以实现高效反式钙钛矿太阳能电池
摘要： 富勒烯衍生物是低温加工倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）中极具前景的电子传输材料。然而富勒烯衍生物存在一些缺陷，例如[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）具有不可控的形貌、低电子迁移率以及易产生非辐射复合等问题，这些缺陷限制了PSCs的性能。本研究设计并合成了一种新型n型小分子有机材料——同系并四苯二酰亚胺四聚体（HPDT），通过增强界面接触、降低能垒和复合损失来调控界面特性。HPDT具有合适的能级和高电子迁移率，因此在倒置PSCs中进行界面工程时可提升电子迁移率。此外，在沉积PCBM之前先在钙钛矿表面涂覆HPDT，有助于形成均匀无针孔的PCBM层，使倒置MAPbI3 PSCs的功率转换效率从17.38%提升至19.75%，且迟滞效应可忽略不计。值得注意的是，我们的研究结果无疑为探索高性能PSCs用n型有机小分子提供了新思路。
关键词： 电子传输材料、钙钛矿太阳能电池、界面工程、复合损耗
更新于2025-09-11 14:15:04