硅太阳能电池的微米级金字塔结构通常被认为与溶液处理的钙钛矿薄膜不兼容。因此,溶液处理技术主要用于亚微米级金字塔结构,这些结构被埋藏在具有平整前表面的厚钙钛矿薄膜下。然而,尽管这种修改简化了制造过程,但与共形钙钛矿薄膜(例如通过气相处理获得的薄膜)相比,其光学性能有所妥协。
本文
联邦洛桑理工学院Deniz Turkay和Christian M. Wolff等人
展示了通过调整薄膜厚度以匹配金字塔的高度轮廓,可以在远高于薄膜厚度的随机金字塔上形成无突出的钙钛矿薄膜,且无需修改金字塔的侧面。据此,我们展示了在超过 2 微米高的随机金字塔上旋涂制备的钙钛矿电池,其电子性能与在平面基底上制备的电池相当,并展示了效率达到 33% 的钙钛矿 - 硅串联器件的概念验证。
最后,具有增强共形性的起伏薄膜在光学性能上优于平面结构,尤其是在封装后,这对户外应用尤为重要。
要点
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起伏型钙钛矿薄膜实现突破
: 研究人员通过调整钙钛矿薄膜的厚度与金字塔高度的匹配,实现了在微米级金字塔上形成无突出钙钛矿薄膜,无需改变金字塔表面结构,这在先前被认为是不可能的。
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性能优异的串联电池
: 该方法制备的钙钛矿电池在性能上与平面基底上制成的电池相当,并且成功制造了效率达 33% 的钙钛矿 - 硅串联电池,展现出优异的效率潜力。
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光学性能提升
: 研究表明,起伏型钙钛矿薄膜在封装后具有优异的光学性能,超过了平面结构,尤其在户外应用中,其光学性能更佳。
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可扩展性
: 这项研究表明,该方法可以扩展到其他微米级结构,为制备高性能、低成本太阳能电池提供了新的途径。
Beyond Flat: Undulated Perovskite Solar Cells on Microscale Si Pyramids by Solution Processing
Deniz Turkay, Kerem Artuk, Mostafa Othman, Florent Sahli, Lisa Champault, Christophe Allebé, Aïcha Hessler-Wyser, Quentin Jeangros, Christophe Ballif, and Christian M. Wolff
ACS Energy Letters 0, 10
DOI: 10.1021/acsenergylett.5c00221
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsenergylett.5c00221
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