研究目的
优化基于SnO2的电子选择性接触以提高Si/PEDOT:PSS异质结太阳能电池的功率转换效率。
研究成果
采用EDTA-SnO2/SiOx双层电子选择接触层的平面Si/PEDOT:PSS异质结太阳能电池实现了11.52%的更高光电转换效率(η),显著优于SnO2单层电子选择接触层电池的10.13%,这主要归因于开路电压(Voc)和填充因子(FF)的提升。该研究表明EDTA-SnO2/SiOx双层电子选择接触层在提升硅基太阳能电池性能方面具有潜力。
研究不足
研究指出,SnO2和EDTA-SnO2无法有效钝化硅表面的悬挂键,从而限制了太阳能电池的短路电流密度(Jsc)。虽然插入SiOx薄膜能改善钝化效果,但会增加接触电阻。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过乙二胺四乙酸(EDTA)掺杂二氧化锡(SnO2)以提升其费米能级,并结合薄层SiOx薄膜实现更优表面钝化。这些改性电子传输层(ESCs)的性能在硅/PEDOT:PSS异质结太阳能电池中进行评估。
2:样品选择与数据来源:
采用硅片(电阻率1–3 Ω?cm,厚度270 μm)作为基底,制备SnO2与EDTA-SnO2溶液用于电子传输层构建。
3:实验设备与材料清单:
包含用于J-V测试的Keithley 2400源表、SiOx制备用的紫外臭氧清洗系统,以及电子传输层涂覆用的旋涂设备。
4:实验流程与操作步骤:
硅片经清洗和氢氟酸处理后,旋涂SnO2或EDTA-SnO2,继而镀银电极,最后涂覆PEDOT:PSS并进行退火处理。
5:数据分析方法:
通过J-V曲线、外量子效率(EQE)测试、X射线光电子能谱(XPS)、开尔文探针力显微镜(KPFM)及少数载流子寿命测量,分析电子传输层与太阳能电池的性能特性。
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