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免费足球推荐(www.zq68.vip)_打破Si:H薄膜的效率“桎梏”,非晶硅太阳能电池取得了超25%的电池效率

时间:3个月前   阅读:45   评论:2

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近年来,世界各地的工程师一直在开发各种新技术,以更可持续地生产和储存能源。这些技术包括太阳能或光伏电池,这是一种可以将太阳光转换为电能的电气设备。


硅异质结(SHJ)太阳能电池和钙钛矿/SHJ串联太阳能电池是两种很有前途的太阳能电池。这两类太阳能电池都是用氢化非晶硅(a-Si:H)制造的,非晶硅是硅的一种非晶形式,也常用于制造薄膜晶体管、电池和液晶显示器。

A-Si:H由于其低缺陷密度、可调导电性和其他优点,已被用于制造光伏电池多年。由于这种材料的优势在很大程度上取决于氢和硅在3D空间中的配置,工程师必须能够以高精度控制材料的微观结构,以制造高性能的器件。


过去,材料科学家曾试图使用类金属化学元素硼来掺杂非晶硅,以更有效地从太阳获取光线。然而,到目前为止,其中大多数都取得了糟糕和不可靠的结果。


中国科学院(CAS)、中卫新能源和阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的研究人员最近推出了一种新策略,可以显著提高硼掺杂Si:H薄膜的效率。这一策略在《自然能源》(Nature Energy)杂志上发表的一篇论文中介绍,本质上需要光浸泡薄膜。

刘文柱和他的同事在论文中写道:“由于非晶四价硅中三价硼的有效掺杂效率极低,SHJ器件的集光受到其填充因子(FFs)的限制,FFs是电荷载流子传输的直接度量。开发出具有最低FF损耗的高导电性掺杂a-Si:H是一项具有挑战性但至关重要的工作。而光浸泡可以有效提高掺硼a-Si;H薄膜的暗电导。”

在他们的实验中,刘和他的同事发现光可以诱导非晶硅中弱束缚氢原子的扩散和跳跃。这反过来又激活了硼掺杂,增强了材料的光捕获能力。研究人员报告的这种效应是可逆的,研究小组发现,一旦太阳能电池不再发光,这种材料的暗电导率就会随着时间的推移而自发降低。


刘和他的同事通过使用该策略来提高SHJ太阳能电池的效率来测试其策略的有效性。然后,他们使用太阳光模拟器,在25°C的标准温度下评估了太阳能电池的性能。


总体而言,他们使用他们的方法掺杂的太阳能电池在 244.63 cm 2晶片上表现出出色的认证总面积功率转换效率为 25.18%,FF 为 85.42%。这些结果非常有希望,并且可以在他们接下来的研究中进一步改进。


该研究团队最近的工作可能对SHJ太阳能电池和硅基光伏的发展具有重要意义。未来,他们提出的战略可用于增强现有和新开发太阳能技术的采光性能。



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网友评论

  • 2022-07-04 00:14:20

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    可以日更吗

    • 2022-07-14 08:50:06

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