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南京大學譚海仁團隊Nature：改善晶粒表面鈍化的串聯(lián)太陽能電池

閱讀：1597 發(fā)布時間：2022/2/9

恭喜南京大學譚海仁教授在國際學術刊物《Nature》上發(fā)表了改善晶粒表面鈍化的全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池最新研究成果。其中我公司代理的日本 SAN-EI 型號為 XHS-50S1的雙燈高光譜匹配太陽光模擬器在研究過程中提供了有效的測量結(jié)果。

研究背景

全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池有望超越單結(jié)太陽能電池效率極限；然而，到目前為止，性能較好的全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池的認證效率低于單結(jié)鈣鈦礦太陽能電池。所以串聯(lián)電池的高光電流密度需要比較厚的混合 Pb-Sn 窄帶隙子電池實現(xiàn)。但 Pb-Sn 鈣鈦礦內(nèi)的載流子擴散長度短，所以全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池的研究具有一定挑戰(zhàn)性。

主要內(nèi)容

譚海仁團隊通過研究實驗，將Pb-Sn鈣鈦礦內(nèi)的載流子擴散長度增加了兩倍，達到5μm以上；全鈣鈦礦串聯(lián)的太陽能電池認證效率為 26.4% ，超過性能較好的單結(jié)鈣鈦礦太陽能電池。

測量實例

文中提到，全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池對光譜比較敏感，氙燈太陽光模擬器在波長范圍 400-900 nm之間，以每 100 nm 的間隔進行區(qū)間積分；在波長范圍 900-1100 nm之間，以每 200 nm 的間隔進行區(qū)間積分，光譜適配在±25% 之內(nèi)，在近紅外區(qū)域與AM1.5G太陽光光譜相比，波動過大，有明顯的不匹配。而雙燈太陽光模擬器在波長范圍 400-1100 nm之間，以每 50 nm 的間隔進行區(qū)間積分，能確保光譜適配在±5% 之內(nèi)，與AM1.5G的太陽光光譜匹配度更高，比氙燈太陽光模擬器更適合于表征串聯(lián)太陽能電池的光電特性。因此在雙燈太陽光模擬器（SAN-EI ELECTRIC，XHS-50S1）的光照下，可以對于串聯(lián)太陽能電池的J-V等光電特性更好的進行表征。（具體氙燈太陽光模擬器與雙燈太陽光模擬器的差異對比如下所示）

氙燈太陽光模擬器vs雙燈太陽光模擬器

氙燈太陽光模擬器：

• 光譜范圍：350nm~1100nm

• 光譜不匹配度：＜±25% *

• 計算光譜不匹配度時的光譜積分區(qū)間：

1. 在光譜范圍400~900nm以100nm為光譜積分區(qū)間

2. 在光譜范圍900~1100nm以200nm為光譜積分區(qū)間

氙燈太陽光模擬器光譜對比圖（黑色為AM1.5G太陽光光譜圖，紅色為氙燈太陽光模擬器測試光譜圖）

雙燈太陽光模擬器：

• 光譜范圍：350nm~1800nm

• 光譜不匹配度：＜±5% MS級

• 計算光譜不匹配度時的光譜積分區(qū)間：

在光譜范圍400~1100nm以50nm為光譜積分區(qū)間

雙燈太陽光模擬器光譜對比圖（綠色為AM1.5G太陽光光譜圖，紅色為雙燈太陽光模擬器測試光譜圖）

文獻信息：All-perovskite tandem solar cells with improved grain surface passivation

Renxing Lin, Jian Xu, Mingyang Wei, Yurui Wang, Zhengyuan Qin, Zhou Liu, Jinlong Wu, Ke Xiao, Bin Chen, So Min Park, Gang Chen, Harindi R. Atapattu, Kenneth R. Graham, Jun Xu, Jia Zhu, Ludong Li, Chunfeng Zhang, Edward H. Sargent & Hairen Tan

（本篇新聞來自文獻All-perovskite tandem solar cells with improved grain surface passivation，更多詳細內(nèi)容請參考原文，謝謝）