本報(bào)訊（記者 陳婉婉）記者近日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校徐集賢教授團(tuán)隊(duì)與合作者針對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)電池中長(zhǎng)期普遍存在的“鈍化-傳輸”矛盾問(wèn)題，提出新型結(jié)構(gòu)和突破方案，實(shí)現(xiàn)了p-i-n反式結(jié)構(gòu)器件穩(wěn)態(tài)認(rèn)證效率的世界紀(jì)錄，并在多種基底和鈣鈦礦組分中展現(xiàn)了普遍的適用性。2月17日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。
鈣鈦礦太陽(yáng)電池技術(shù)是近年來(lái)學(xué)術(shù)界的一項(xiàng)關(guān)注熱點(diǎn)，有望在傳統(tǒng)晶硅太陽(yáng)電池之外提供新的低成本高效率光伏方案。鈣鈦礦電池中，異質(zhì)結(jié)接觸問(wèn)題帶來(lái)的非輻射復(fù)合損失已經(jīng)被普遍證明是主要的性能限制因素。由于“鈍化-傳輸”矛盾問(wèn)題的存在，超薄鈍化層納米級(jí)別的厚度變化都會(huì)引起填充因子和電流密度的降低。
研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期思考和大量實(shí)驗(yàn)探索，提煉出PIC接觸新結(jié)構(gòu)方案，通過(guò)半導(dǎo)體器件建模計(jì)算揭示了這種結(jié)構(gòu)周期的關(guān)鍵設(shè)計(jì)原理。團(tuán)隊(duì)還巧妙利用了納米片的尺寸效應(yīng)，通過(guò)PIC生長(zhǎng)方式從常規(guī)“層+島”模式向“島狀”模式的轉(zhuǎn)變，成功由低溫低成本的溶液法實(shí)現(xiàn)了這種納米結(jié)構(gòu)的制備。
此外，研究團(tuán)隊(duì)在疊層器件中廣泛使用的p-i-n反式結(jié)構(gòu)中開(kāi)展了PIC方案的驗(yàn)證，首次實(shí)現(xiàn)了空穴界面復(fù)合速度從60厘米每秒下降至10厘米每秒，并達(dá)到25.5%的單結(jié)最高效率，展現(xiàn)了PIC廣泛的應(yīng)用前景。
值得注意的是，PIC方案具有普遍性，可進(jìn)一步在不同器件結(jié)構(gòu)和不同界面中推廣拓展，同時(shí)還有大量可期的進(jìn)步優(yōu)化空間。