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利用径向结纳米线结构从极低少数载流子寿命衬底制备高效太阳能电池
摘要： 目前，光伏器件成本的很大一部分与其对高质量吸收材料的需求有关，尤其是对于III-V族太阳能电池而言。因此，能将低成本、低少数载流子寿命的材料转化为高效太阳能电池的技术，将对未来应用大有裨益。在此，我们利用径向p-n结纳米线结构，将少数载流子寿命不足100皮秒的低效p型InP衬底转化为高效太阳能电池。我们制备了p-InP/n-ZnO/AZO径向异质结纳米线太阳能电池，实现了17.1%的光伏转换效率——这是径向结纳米线太阳能电池报道过的最佳数值。其约95%的量子效率（550-750纳米波段）和31.3毫安/平方厘米的短路电流密度，在InP太阳能电池中均属顶尖水平。此外，我们还对该太阳能电池进行了先进的损耗分析，以评估其中不同的损耗机制。
关键词： 径向结、III-V族太阳能电池、选择性接触、纳米线太阳能电池、异质结
更新于2025-09-12 10:27:22
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阳极电沉积NiO纳米片作为高效空气处理p-i-n钙钛矿太阳能电池中的空穴选择性接触层
摘要： 通过恒电位阳极电沉积NiOOH，在ITO基底上制备了用于钙钛矿太阳能电池的空穴选择性接触材料——纳米结构NiO。这种电沉积方法不仅形成了蜂窝状形貌带来的大比表面积，还赋予了其区别于传统溶胶-凝胶法制备NiO的独特电化学特性，这两个特点对光电器件应用都颇具价值。在环境大气条件下，将CH3NH3PbI3沉积于NiO基底上制得p-i-n型钙钛矿太阳能电池，采用PCBM和溶液法制备的BCP作为电子选择性接触层，银作为对电极。研究发现器件性能强烈依赖于沉积电位，当相对于Ag/AgCl的电位从1.00V升至1.10V时，光电转换效率(PCE)随之提高。最佳效率达到16.1%，这得益于78%的填充因子。值得注意的是，电沉积层性能优于溶胶-凝胶旋涂层，证实了电合成法制备具有竞争力的钙钛矿光伏选择性接触材料的有效性。
关键词： 钙钛矿太阳能电池，选择性接触，电沉积，氧化镍
更新于2025-09-12 10:27:22
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超薄晶硅太阳能电池中的二氧化钛空穴阻挡层
摘要： 实现晶体硅（c-Si）太阳能电池理论效率极限的剩余障碍之一，是欧姆接触处少数载流子的高界面复合损耗。由于体积更小且少数载流子浓度更高，超薄薄膜c-Si太阳能电池的接触复合损耗比现有先进厚电池更为严重。本文提出了一种n型硅的电子传输（欧姆）接触设计方案，该设计具有空穴阻挡特性且显著降低了空穴复合。通过沉积二氧化钛（TiO2）薄层，我们为2微米厚的硅电池构建了金属-绝缘体-半导体（MIS）接触，在开路电压（Voc）上达到645毫伏，比采用传统金属接触的超薄电池高出10毫伏。这种TiO2 MIS接触为实现高效超薄薄膜c-Si太阳能电池迈出了重要一步。
关键词： 二氧化钛，硅光伏，超薄膜，选择性接触
更新于2025-09-11 14:15:04
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晶体硅太阳能电池透明钝化接触的优化
摘要： 研究并优化了一种用于晶体硅(c-Si)太阳能电池的高透明前接触层系统。该接触系统由湿化学法生长的硅隧道氧化层、通过热丝化学气相沉积(HWCVD)制备的氢化微晶碳化硅[SiO2/μc-SiC:H(n)]以及溅射沉积的掺铟氧化锡组成。由于仅采用极高带隙材料，该系统比现有非晶(a-Si:H)或多晶硅接触层具有更优异的太阳光透过性。通过研究μc-SiC:H(n)的电导率及热丝灯丝温度对接触性能的影响，发现通过提高掺杂浓度和晶粒尺寸，μc-SiC:H(n)电导率可提升12个数量级至最大值0.9 S/cm。这种电导率优化显著降低了接触电阻率。将该SiO2/μc-SiC:H(n)透明钝化前接触层应用于具有a-Si:H/c-Si异质结背接触的晶体硅太阳能电池后，实现了21.6%的最高转换效率和39.6 mA/cm2的短路电流密度。与采用a-Si:H/c-Si异质结前接触的参考电池相比，所有器件在短波区域均表现出更优异的量子效率。此外，这些透明钝化接触层无需任何后处理工艺（如成膜气体退火或高温再结晶）。
关键词： 太阳能电池、隧穿效应、硅、碳化硅、透明钝化接触（TPC）、选择性接触、光伏电池、钝化接触
更新于2025-09-11 14:15:04