物理學院光伏技術課題組陳劍輝博士在太陽電池鈍化接觸技術 研究方面取得重要進展

2020-03-10 11:37:47   瀏覽次數:

降低成本和提高轉換效率是光伏產業永恒的主題。硅太陽電池產業化關鍵技術—高溫或高真空摻雜和介電薄膜鈍化,已將電池轉換效率提升至接近理論極限,但高溫和真空技術嚴重制約了其成本的進一步降低。物理學院光伏技術課題組青年教師陳劍輝博士等人于2017年首次發現帶有磺酸基團的聚合物薄膜具有高質量的鈍化效果,為晶體硅表面鈍化探索出一條低成本技術路線,同時也開辟了晶體硅表面鈍化領域一個新的研究方向新型聚合物鈍化技術。

最近,陳劍輝等人又發現低維導電材料可以很好地結合有機鈍化技術,實現導電和鈍化的雙重效果。通過引入零維PEDOT納米顆粒,繪制導電-鈍化相圖,發現了“導電-鈍化共存相”,提出了“Organic Passivating Contact”的概念,初步應用在多晶硅電池上實現了18.8%的電池效率,與工業數據相當,但工藝上不再涉及高溫和真空技術。相關工作 “Conductive Hole-Selective Passivating Contacts for Crystalline Silicon Solar Cells” 以河北大學為第一單位發表在【Advanced Energy Materials 2020, 1903851。物理學院碩士生萬露為第一作者,陳劍輝為該論文的通訊作者。 與德國卡爾斯魯厄理工學院合作,將有機鈍化技術應用到碳納米管硅異質結電池,證實了具有鈍化概念的載流子選擇接觸“Passivated Charge Selective Contact”的概念,實現了同類電池中最高效率和最大面積記錄的突破,相關工作發表在【Advanced Functional Materials 2020, 2000484】,陳劍輝為該論文的第一作者和共同通訊作者。這兩項工作為太陽電池提供了新的低成本技術路線,克服了高溫和真空重裝備的技術障礙,有望大幅降低硅太陽電池制造成本。

Advanced Energy MaterialsAdvanced Functional Materials是國際能源和材料科學領域高端學術期刊, 2019年影響因子分別為24.915.6。以上工作得到了光學工程一流學科建設經費、國家自然科學青年基金、河北省自然科學優秀青年基金等項目的資助。

(a)                                                                 

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 (a)導電-鈍化相圖和有機鈍化接觸太陽電池原理圖;(bPassivated Charge Selective Contact示意圖。

 

原文鏈接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201903851

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202000484


                                                                                                         (物理學院、科學技術處供稿)



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