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南京大學(xué)譚海仁團(tuán)隊(duì)Nature：改善晶粒表面鈍化的串聯(lián)太陽(yáng)能電池

閱讀：1882 發(fā)布時(shí)間：2022/2/9

恭喜南京大學(xué)譚海仁教授在國(guó)際學(xué)術(shù)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(yáng)能電池最新研究成果。其中我公司代理的日本 SAN-EI 型號(hào)為 XHS-50S1的雙燈高光譜匹配太陽(yáng)光模擬器在研究過(guò)程中提供了有效的測(cè)量結(jié)果。

研究背景

全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池有望超越單結(jié)太陽(yáng)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(yáng)能電池的認(rèn)證效率低于單結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)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(shí)現(xiàn)。但 Pb-Sn 鈣鈦礦內(nèi)的載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度短，所以全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池的研究具有一定挑戰(zhàn)性。

主要內(nèi)容

譚海仁團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究實(shí)驗(yàn)，將Pb-Sn鈣鈦礦內(nèi)的載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度增加了兩倍，達(dá)到5μm以上；全鈣鈦礦串聯(lián)的太陽(yáng)能電池認(rèn)證效率為 26.4% ，超過(guò)性能較好的單結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。

測(cè)量實(shí)例

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

氙燈太陽(yáng)光模擬器vs雙燈太陽(yáng)光模擬器

氙燈太陽(yáng)光模擬器：

• 光譜范圍：350nm~1100nm

• 光譜不匹配度：＜±25% *

• 計(jì)算光譜不匹配度時(shí)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(yáng)光模擬器光譜對(duì)比圖（黑色為AM1.5G太陽(yáng)光光譜圖，紅色為氙燈太陽(yáng)光模擬器測(cè)試光譜圖）

雙燈太陽(yáng)光模擬器：

• 光譜范圍：350nm~1800nm

• 光譜不匹配度：＜±5% MS級(jí)

• 計(jì)算光譜不匹配度時(shí)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(yáng)光模擬器光譜對(duì)比圖（綠色為AM1.5G太陽(yáng)光光譜圖，紅色為雙燈太陽(yáng)光模擬器測(cè)試光譜圖）

文獻(xiàn)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(lái)自文獻(xiàn)All-perovskite tandem solar cells with improved grain surface passivation，更多詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考原文，謝謝）