中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型夾層緩沖層，可增強(qiáng)半透明鈣鈦礦-硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池的載流子傳輸和效率。包含該層的微型模塊實(shí)現(xiàn)了超過(guò) 26% 的效率，同時(shí)表現(xiàn)出可擴(kuò)展性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

中國(guó)科學(xué)院物理研究所領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種夾層狀緩沖層，以提高半透明CsPbI3基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池和四端(4T)串聯(lián)太陽(yáng)能電池的性能和可擴(kuò)展性。

MoOx/Ag/MoOx(MAM)緩沖層由氧化鉬(MoOx)層之間的一層薄銀(Ag)組成，可作為半透明 CsPbI3太陽(yáng)能電池和 4T 堆疊電池的前電池窗口層。

科學(xué)家們解釋說(shuō)，與傳統(tǒng)的MoOx層相比，MAM通過(guò)增強(qiáng)載體運(yùn)輸和收集能力充當(dāng)有效的緩沖層。該團(tuán)隊(duì)將這種改進(jìn)歸因于 MAM 夾層結(jié)構(gòu)中 Ag2MoO4的原位形成。

科學(xué)家們制造了一種孔徑面積為0.50 cm2的半透明CsPbI3器件，該器件包含 MAM 緩沖層和具有邊緣鈍化功能的TOPCon底部電池。該鈣鈦礦器件的功率轉(zhuǎn)換效率為18.86%。相應(yīng)的4T CsPbI3/TOPCon疊層太陽(yáng)能電池的效率達(dá)到了26.55%。

圖片：張瑞、李冬梅、孟慶波(中國(guó)科學(xué)院)、馬波波、陳建輝(河北大學(xué))

通過(guò)開(kāi)發(fā)效率為16.67%的CsPbI3鈣鈦礦微型模塊和效率為26.41%的4T CsPbI3/TOPCon疊層微型模塊，孔徑面積為6.62 cm2.測(cè)試了MAM緩沖層的可擴(kuò)展性。研究團(tuán)隊(duì)表示，這是該架構(gòu)的首次小模塊演示。

該器件的穩(wěn)定性也經(jīng)過(guò)測(cè)試，透明的 CsPbI3鈣鈦礦微型模塊在存儲(chǔ)超過(guò) 1.000 小時(shí)后仍保留了超過(guò) 93% 的初始性能。

研究人員表示，這項(xiàng)工作為半透明 CsPbI3鈣鈦礦太陽(yáng)能電的 MAM 夾層結(jié)構(gòu)緩沖層建立了一種通用策略，從小尺寸到大尺寸，也適用于疊層太陽(yáng)能電池。

他們補(bǔ)充說(shuō)：“這種可擴(kuò)展的夾層式架構(gòu)不僅擴(kuò)展了鈣鈦礦和疊層太陽(yáng)能電池中功能層的設(shè)計(jì)靈活性，而且還為進(jìn)一步提高效率提供了一條有前途的途徑。

現(xiàn)在，相關(guān)學(xué)者將致力于尋找合適的透明光穩(wěn)定性材料，將兩種器件疊加在一起，特別是對(duì)于大尺寸疊層模塊，同時(shí)考慮控制成本的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。這將包括嘗試銀的替代品，因?yàn)樗且环N相對(duì)昂貴的金屬。

他們的研究結(jié)果發(fā)表在《Materials Futures》雜志上的研究論文“Designing MoOX/Ag/MoOX sandwich structured buffer layer for four-terminal CsPbI3/TOPCon tandem minimodules，”中。