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采用新型透明导电PAEK共聚物将先进无银多线金属化结构附着于ITO层的双面硅异质结太阳能电池

DOI：10.1016/j.solener.2019.10.027 期刊：Solar Energy 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 此前，我们报道了透明导电聚合物（TCP）薄膜——聚芳醚酮共聚物（co-PAEKs）的合成及其在硅太阳能电池中实现导线与透明导电氧化物（TCO）层直接接触的应用。该聚合物具有决定接触形成温度的最低峰值应变温度（Td）为205°C。为将此类TCP薄膜应用于含非晶硅层的硅异质结（SHJ）太阳能电池，需降低其Td值。本研究通过合成分子量降低从而特性黏度（ηred）下降的多种co-PAEKs解决了该问题。结果表明：将ηred从0.56降至0.4 dl/g可显著改善co-PAEKs的主要性能，具体表现为：(i) Td从205°C降至189°C；(ii) 通过导线剥离测试测得的黏附强度从1.69±0.26提升至3.55±0.84 N/mm；(iii) 导线/TCP/ITO（In2O3:Sn）接触电阻率ρC从1.20降至0.67 mΩ cm2，同时共聚物光学性能保持不变。我们基于ITO/(n)α-Si:H/(i)α-Si:H/(n)Cz-Si/(i)α-Si:H/(p)α-Si:H/ITO结构制备了双面背结SHJ太阳能电池，采用co-PAEK薄膜将导线栅极连接至ITO层。使用最低特性黏度co-PAEK薄膜制备的电池在正面/背面光照下效率达19.6%/18.4%，在1倍标准太阳光正面光照及20%/50%倍标准太阳光背面光照条件下，等效效率分别为23.3%/28.8%。
作者： A.B. Chebotareva，G.G. Untila，T.N. Kost，A.S. Stepanova，S.N. Salazkin，V.V. Shaposhnikova
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了降低基于聚芳醚酮共聚物（co-PAEKs）的透明导电聚合物（TCP）薄膜的峰值应变温度（Td），以应用于含有非晶硅层的硅异质结（SHJ）太阳能电池。

研究成果

该研究成功合成了粘度降低的共聚聚芳醚酮（co-PAEK）薄膜，其降低了峰值应变温度（Td），并提高了线缆/热塑性共聚酯（TCP）/氧化铟锡（ITO）接触点的剥离强度和电阻率。这些薄膜有效应用于双面异质结（SHJ）太阳能电池，在正面/背面光照下分别实现了19.6%/18.4%的转换效率。

研究不足

该研究的局限性在于需要进一步优化接触形成温度及线材/透明导电聚合物/透明导电氧化物（TCP/TCO）接触的电阻率，以扩大其在异质结（SHJ）太阳能电池中的应用范围。

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