硅和钙钛矿工作步调一致产生30% +高效的太阳能电池

两组独立创造了perovskite-on-silicon串联太阳能电池效率超过30%。这两个设计使用不同的技术来减少损失,但共同构成一个重要的里程碑的道路上证明钙钛矿的价值层硅太阳能电池。细胞被首次报道以来,一年有几个其他组已经产生的细胞等于或略高的效率。

商用硅太阳能电池一般达到24%以上的效率,和一个实验室设备生成的26.8%。硅的理论最大值是29.5%左右,所以进一步大幅提高效率需要其他地方。一个明显的目标是perovskite-on-silicon三轮车:硅的能带隙1.12 ev -高频光子的额外能量以热能的形式浪费。钙钛矿顶层的能带隙约1.7 ev理论上效率提高至45%,但实际收益更引人注目,与先前的记录效率低于30%。

一个重要的限制是电子和空穴的复合钙钛矿的缺陷,特别是在富勒烯通常用于提取电子从表面。在新的一篇论文中,研究人员在德国补充道piperazinium碘化钙钛矿。离子液体,包含电子基和传导功能组,曾被证明能降低复合在带电缺陷。¹在新的工作人员由史蒂夫·阿尔布雷特亥姆霍兹中心原材料和能源添加不同钙钛矿和离子液体,使用各种光谱技术,表明,它有助于迅速电荷提取钙钛矿和富勒烯之间形成一个偶极子,从而抑制复合。他们用这个生产太阳能电池与认证的电源转换效率为32.5%。²

在其他纸,鑫玉的下巴EPFL和瑞士电子产品和制造技术中心和世界各地的同事们一起,减轻不仅缺陷重组的问题,而且最有效的硅太阳能电池的物理问题有化学或物理纹理的表面反射率降到最低。通常的解决沉积生产过程趋于平缓。

下巴和他的同事们开始通过自组装一层[4 - (3 6-dimethyl-9H-carbazol-9-yl)丁基]膦酸硅涂层铟锡oxide-covered纹理。这形成空穴传输层。然后热蒸发溴化铯和碘化铅到表面上。最后,他们把formamidinium溴化和formamidinium碘化,有时混有2、3、4、5、6-pentafluorobenzylphosphonic酸从解决方案,热退火得到的混合物,形成一个有机-无机钙钛矿变形表面。³

当研究人员完成了钙钛矿晶体结构的分析,他们甚至没有发现任何膦酸的样品被添加。然而,他们找到更少的缺陷样品用添加剂。他们得出的结论是,它已经减缓结晶-生产大颗粒被开除之前最后的晶体结构。这驱逐了膦酸帮助防止复合缺陷和富勒烯接触。

这家瑞士公司的细胞,这是稍微早些时候报道,有31.25%的效率。下巴说,对于任何与任何实验室技术,行业将决定是否使用的多步骤的过程产生变形表面的钙钛矿是工业上可行的,并指出热蒸发是用于生产有机发光二极管。“最重要的是,我们是第一个打破30%,工业一直是一种心理障碍,以决定是否进一步研究商业化的技术是值得追求的,”他说。

去年许多团体在看每个思维”谁会先打破这个障碍?“现在很多团体都远高于30%,材料科学家说Stefaan德沃尔夫阿卜杜拉国王科技大学的沙特阿拉伯,集团取得了认证的效率33.7%的串联电池的细节待出版。他说,尽管每个单元包括钙钛矿在硅片上的设备外观和常见的处理方式是完全不同的。