寧波材料所等發(fā)展出n-i-p鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】近年來，鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池因其具有開發(fā)面向效率大于30%光伏組件的潛力，成為光伏領(lǐng)域的研究熱點。隧穿氧化層鈍化接觸(TOPCon)硅太陽能電池技術(shù)，憑借其高效率、成本效益和大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)勢，正逐漸成為這一領(lǐng)域的重要技術(shù)路徑。然而，如何研發(fā)基于TOPCon底電池的高效鈣鈦礦/晶硅疊層電池技術(shù)，仍是光伏產(chǎn)業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)。
高質(zhì)量的雙面TOPCon底電池需要在n型TOPCon電子收集端和p型TOPCon空穴收集端同時實現(xiàn)良好的表面鈍化。然而，在絨面上，基于摻硼多晶硅的鈍化接觸結(jié)構(gòu)的鈍化質(zhì)量不佳，導(dǎo)致底電池開路電壓下降，制約了基于TOPCon底電池的疊層電池效率提升。
中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葉繼春、曾俞衡等，聯(lián)合浙江大學(xué)教授余學(xué)功團(tuán)隊，針對TOPCon底電池在鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池中的應(yīng)用，提出了一系列創(chuàng)新性的技術(shù)改進(jìn)，顯著提升了底電池的鈍化質(zhì)量和整體性能。
高質(zhì)量的雙面TOPCon底電池需要在n型TOPCon電子收集端和p型TOPCon空穴收集端同時實現(xiàn)良好的表面鈍化。然而，在絨面上，基于摻硼多晶硅的鈍化接觸結(jié)構(gòu)(p型TOPCon結(jié)構(gòu))的鈍化質(zhì)量不佳，導(dǎo)致了底電池的開路電壓(Voc)顯著下降，嚴(yán)重制約了基于TOPCon底電池的疊層電池效率提升。為了解決這一問題，研究團(tuán)隊通過改善絨面氧化硅的完整性、優(yōu)化硼擴(kuò)散曲線、提升氧化鋁注氫質(zhì)量等策略，顯著提升了p型TOPCon的鈍化質(zhì)量。
具體而言，常規(guī)的雙面對稱壽命片的單面飽和電流密度(J0,s)和隱含開路電壓(iVoc)分別是34.2 fA/cm²和689 mV；而優(yōu)化后的p型TOPCon，壽命片的J0,s和iVoc分別降至12.9 fA/cm²和提升至715 mV；雙絨面TOPCon底電池的開路電壓也從690 mV大幅提升至710 mV。這一技術(shù)突破為制備高效疊層電池提供了堅實的基礎(chǔ)。
進(jìn)一步的研究中，團(tuán)隊將優(yōu)化后的TOPCon底電池與鈣鈦礦頂電池集成，成功制備出n-i-p型正式鈣鈦礦/硅兩端疊層太陽電池。該疊層電池在1 cm²的面積上，獲得了超過1.9 V的開路電壓和28.20%的效率(認(rèn)證效率為27.3%)。這一結(jié)果不僅展示了TOPCon底電池在鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池中的巨大潛力，也為未來高效疊層電池及組件的商業(yè)化應(yīng)用鋪平了道路。
該研究的創(chuàng)新點和重要性在于，通過系統(tǒng)性地優(yōu)化TOPCon底電池的鈍化質(zhì)量，顯著提升了疊層電池的整體性能。這一技術(shù)突破不僅解決了當(dāng)前鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池研發(fā)中的關(guān)鍵問題，也為光伏產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新提供了有力支持。
相關(guān)研究成果以Highly passivated TOPCon bottom cells for perovskite/silicon tandem solar cells為題，于近日發(fā)表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。
參考來源： 寧波材料技術(shù)與工程研究所
關(guān)注本網(wǎng)官方微信 隨時閱讀專業(yè)資訊
- 聚合物固態(tài)電解質(zhì)研究取得新進(jìn)展 有望進(jìn)一步提升電池性能 2024-12-20 14:45:27
- 近日，中國科學(xué)院金屬研究所研究員李峰和孫振華團(tuán)隊在聚合物固態(tài)電解質(zhì)研究領(lǐng)域取得了新的研究成果，有望進(jìn)一步提高電池的能量密度并推動規(guī)模化生產(chǎn)。
- 首款電力儲能專用鈉離子電池發(fā)布 2024-12-16 09:53:57
- 近日，在第二屆海辰儲能生態(tài)日暨新品發(fā)布會上，首款電力儲能專用鈉離子電池發(fā)布。
- 海藻酸：提升儲能電池工作效率的綠色新星 2024-12-13 15:22:49
- 近日，海南大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院史曉東、田新龍教授團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，在鋅碘電池中引入海藻酸鈉，可研發(fā)電池高性能粘結(jié)劑，從而提高鋅碘電池工作效率。該研究成果近日發(fā)表在《納米能源》上。
- 2024年1至10月我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)延續(xù)增長態(tài)勢 2024-12-13 11:59:51
- 根據(jù)鋰電池行業(yè)規(guī)范公告企業(yè)信息和行業(yè)協(xié)會測算，1-10月全國鋰電池總產(chǎn)量890GWh，同比增長16%。
- 有望持續(xù)供電數(shù)年 碳-14鉆石電池有何過人之處 2024-12-07 16:08:46
- 電池可以儲存大量的能量，使得我們可以在短時間內(nèi)使用大量的能量?？梢哉f電池的出現(xiàn)不但直接改變了我們的用電以及生活方式，更促進(jìn)了許多其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而更重要的一點是，電池的誕生也為供電穩(wěn)定提供了一定的保障，尤其是主張綠色發(fā)展的今天，電池是當(dāng)前新
版權(quán)與免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或和對其真實性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
