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上海高研院在化合物/c-Si鈍化接觸異質結太陽電池研究方面取得重要進展
文章來源:    發布時間:2020-09-18

近日,中國科學院上海高等研究院李东栋研究员、鲁林峰副研究员所帶領的團隊聯合晉能清潔能源科技股份公司,在化合物/c-Si鈍化接觸異質結太陽電池的研究中取得重要進展,研究成果以“Stable MoOX‐Based Heterocontacts for p‐Type Crystalline Silicon Solar Cells Achieving 20% Efficiency爲題發表在 Advanced Functional Materials(IF雜志=16.836)。論文的第一作者爲上海高等研究院的曹雙迎博士。

通過形成非對稱的電子和空穴傳輸通道,使光生載流子有效分離和收集是晶體矽及其他類型光伏器件的核心問題之一。基于MoOXX<3)空穴選擇性接觸的矽異質結太陽電池在載流子選擇性傳輸方面具有明顯的優勢,但由于其熱力學穩定性差的本征特性,器件的長期穩定性面臨挑戰。 

針對上述問題,研究團隊通過在MoOX/c-Si界面引入SiO2隧穿鈍化層抑制MoOc-Si直接接觸帶來的氧化還原反應,降低了MoOX中氧空位濃度,提高其功函數。在MoOX薄膜表面引入超薄V層,提升異質結結構在空氣中的穩定性及抗濺射等離子體損傷的能力。同時,在V2OX/Ag界面引入ITO有效抑制了金屬的遷移和金屬電極的等離子體寄生吸收,最終構築了c-Si/SiOX/MoOX/V2OX/ITO/Ag叠層结构,电池光电转化效率达20.0%且穩定性得到顯著提升。 

該工作在深入理解MoOX/c-SiMoOX/金屬電極的界面演變特性基礎上創新地構築叠層薄膜結構,爲化合物/c-Si鈍化接觸異質結太陽電池的研究提供了新的思路,可作爲一種普適的方法在提升異質結電池效率和穩定性方面得到應用,並爲其他類型太陽電池的研究提供新的思路。 

該工作获得了国家自然科学基金、上海市自然科学基金、山西省科技厅和中科院青年创新促进会的资助。

1UV/O3預處理對器件性能的影響。 

2MoOX薄膜的XPS譜和鈍化性能表征 

 

3p-Si/UV-SiOX/MoOX/V2OX/ITO/Ag電池的微結構和光電性能表征。 

4三种钝化接触结构的能带模拟圖。