石墨烯串聯鈣鈦礦製造高效太陽能電池

2020-07-08 石墨烯資訊

義大利研究人員利用石墨烯開發了一種鈣鈦礦矽太陽能電池，這是一種很有前途的新型太陽能技術，轉換效率高達26.3%。


石墨烯串聯鈣鈦礦製造高效太陽能電池

石墨烯增強PSC圖像的結構

研究人員在鈣鈦礦太陽能電池中使用的二氧化鈦電子選擇層中添加了石墨烯，以提高化學穩定性。將各自製備和優化的兩個亞細胞進行疊置，製成雙端電池。據開發人員介紹，這種新裝置混合了薄膜鈣鈦礦和矽基異質結電池的優點。

科學家們在鈣鈦礦電池中使用的二氧化鈦(TiO2)電子選擇層中添加了石墨烯，以提高鈣鈦礦薄膜的化學穩定性和電池的耐久性。

石墨烯薄片被沉積在二氧化鈦前驅體和TiO2納米粒溶液上。研究人員表示:「如此少量的石墨烯薄片摻雜已經被證明足以提高介量型鈣鈦礦太陽能電池的光伏性能，而不改變整個裝置的光學吸收。」

該雙端電池採用「機械方法」將分別製備和優化的兩個子電池堆疊在一起製成。介面的鈣鈦礦頂部電池被機械地堆疊在矽底部電池上，通過施加大約1kg/cm的壓力在兩個亞電池之間的接觸區域。

兩個電池板有效耦合確保了產生的器件具有75.6%的高填充因子。鈣鈦礦串聯太陽能電池使用設備採用雙面變形同單晶矽晶體矽和矽HJT矽異質結底電池,達到最好的PCE的功率轉換效率26.3%,反向電壓掃描模式(25.7%在正向電壓掃描模式和穩定的PCE的25.9%)在1.43cm²的活躍區域。石墨烯提高了鈣鈦礦電池的性能，而矽電池背面的非晶薄膜異質結結構增加了張力。

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    導讀：鈣鈦礦太陽能電池的高效率和長期穩定往往是不可兼得的。本文報導的在環境大氣全光譜模擬陽光的條件下，未封裝電池和封裝電池在60℃和85℃的條件下，分別在1010和1200小時內保持80%、95%的峰值效率。鈣鈦礦矽串聯電池作為最有前途的光伏技術之一，有望在近期實現大規模的商業應用。
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