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本报讯(记者王敏)中国科学技能大学教授徐集贤团队与合作者针对钙钛矿太阳电池中长期遍及存在的“钝化-传输”对立问题,提出了一种名为多孔绝缘触摸(PIC)的新式结构和打破计划,并根据严厉的模型仿真和试验给出了PIC计划的规划原理和概念验证,完成了p-i-n反式结构器材稳态认证功率的世界纪录,并在多种基底和钙钛矿组分中展示了遍及的适用性。近来,研讨成果发表于《科学》。
PIC触摸结构计划的首要思维是不依赖传统纳米级钝化层和隧穿传输,而直接运用百纳米级厚度的多孔绝缘层,迫使载流子经过部分开孔区域进行传输,一起削减触摸面积。
研讨团队的半导体器材建模核算提醒了这种PIC结构周期应该与钙钛矿载流子传输长度匹配的要害规划原理。PIC计划与晶硅太阳能电池范畴的部分触摸技能有异曲同工之妙,但不同的是,钙钛矿中的载流子分散长度较单晶硅要短许多,从毫米等级大幅缩小到微米乃至更短,这就要求PIC的尺度和结构周期在百纳米等级。传统的晶硅部分触摸工艺不能直接满意这种精度要求,而运用高精度微纳加工技能在制备面积和本钱方面存在缺乏。
为应对该应战,团队奇妙利用了纳米片的尺度效应,经过PIC成长方法从惯例“层+岛”形式向“岛状”形式改变,成功以低温低本钱的溶液法完成了这种纳米结构的制备。
此外,研讨团队在叠层器材中广泛运用的p-i-n反式结构中展开了PIC计划的验证,初次完成了空穴界面复合速度从60厘米/秒下降至10厘米/秒,以及25.5%的单结最高功率。这种功能的大幅改进在多种带隙和组分的钙钛矿中遍及存在。
PIC计划具有遍及性,可进一步在不同的器材结构和界面中推行拓宽;一起现在试验完成的PIC覆盖面积还远未到达其规划潜力,可进一步优化取得更大的功能提高。
2024-March-16
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