【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】導(dǎo)讀：晶體硅(c-Si)太陽電池的降本增效是發(fā)展和普及光伏發(fā)電、實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標(biāo)的重要推動力。以非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)(SHJ)為代表的鈍化接觸太陽電池已獲得較高的轉(zhuǎn)換效率，受到產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注；SHJ電池存在的寄生光吸收高、設(shè)備和工藝成本高等問題促使學(xué)界尋找替代材料和工藝。
近日，中國科學(xué)院上海高等研究院研究員李東棟、副研究員魯林峰等人在ACS Applied Materials & Interfaces上，發(fā)表了題為Interfacial Engineering of Cu2O Passivating Contact for Efficient Crystalline Silicon Solar Cells with an Al2O3 Passivation Layer的研究成果。
晶體硅與p型Cu2O材料具有低的價帶偏移和高的導(dǎo)帶偏移，因此，c-Si/Cu2O異質(zhì)結(jié)可對電子進行阻擋，實現(xiàn)空穴的選擇性傳輸。該研究中，研究人員以p-Si/Cu2O鈍化接觸異質(zhì)結(jié)太陽能電池為研究對象，發(fā)現(xiàn)直接的p-Si/Cu2O接觸將導(dǎo)致一個自發(fā)形成的亞化學(xué)計量比SiOX夾層。同時，Cu元素也擴散到硅表面形成深能級摻雜，減少少數(shù)載流子壽命。研究人員隨后在p-Si/Cu2O界面上引入超薄Al2O3層(~1 nm)，它不僅能夠起到鈍化隧道層的作用，而且還抑制了Si/Cu2O界面上的氧化還原反應(yīng)和Cu擴散。結(jié)合金的高功函數(shù)和銀的優(yōu)異光學(xué)特性，基于p-Si/Al2O3/Cu2O/Au/Ag鈍化接觸的太陽電池功率轉(zhuǎn)換效率可達到19.71%，為已報道的同類型電池的高水平。該研究揭示了p-Si/Cu2O鈍化接觸的界面特性和載流子傳輸機制，為減少其界面缺陷和實現(xiàn)載流子的選擇性傳輸提供了有效策略，可作為一種普適的方法在提升異質(zhì)結(jié)電池效率和穩(wěn)定性方面得到應(yīng)用，并為其他類型的薄膜太陽電池的研究提供新思路。
研究工作獲得國家自然科學(xué)基金委員會、上海市科委和中科院青年創(chuàng)新促進會等的支持。
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