蘭州大學(xué)教授彭尚龍團(tuán)隊(duì)采用新型電荷選擇性材料改性、光吸收改善、硅納米陷光結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑、硅表面鈍化和硅/金屬界面接觸電阻降低等策略，提升了太陽能電池轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)，降低了成本。該成果日前發(fā)表于《納米能源》。

傳統(tǒng)的硅基太陽能電池由于制備流程復(fù)雜、硬件設(shè)備投資高，使得電池成本高，限制了大規(guī)模的應(yīng)用。用新型電荷選擇性材料與晶硅基片形成非摻雜的異質(zhì)結(jié)太陽能電池，可避免摻雜所需要的高溫工藝，但這類材料本身空穴遷移率低、硅接觸面性能差，以及存在硅/金屬電極接觸電阻高等問題，限制了電池轉(zhuǎn)換效率的提高。

針對(duì)這些問題，研究人員通過將還原氧化石墨烯引入新型電荷選擇性材料薄膜中，使導(dǎo)電性提高、電池材料光吸收增強(qiáng)。通過電池結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、選用氧化鋅作為電子選擇性材料等技術(shù)改進(jìn)，使得太陽能電池轉(zhuǎn)換效率超過15%。

相關(guān)研究成果對(duì)傳統(tǒng)硅基太陽能電池降低成本提供了新思路，為其將來大范圍推廣提供了可能。

納米能源摘要：

這是一個(gè)長(zhǎng)期的夢(mèng)想光伏(PV)研究人員實(shí)現(xiàn)高性能硅(Si)異質(zhì)結(jié)太陽能電池(Scs)只依賴低溫和基于溶液的過程。一種新興的載流子選擇性接觸光伏技術(shù)，包括高性能的硅襯底上兩個(gè)極性的空穴和電子選擇層(HSL和ESL)，有望實(shí)現(xiàn)這一夢(mèng)想。

在這里，我們報(bào)告了溶液處理過程中摻雜水平的精確控制。氧化鋅薄膜及其成功應(yīng)用于有機(jī)/硅異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器。結(jié)果表明，在ZnO(Li-ZnO)中加入Li可使其功函數(shù)在4.15~3.85eV之間進(jìn)行精確的調(diào)諧。在Si/ZnO/Al異質(zhì)接觸中，Li濃度優(yōu)化的Li-ZnO層的存在使電子的萃取率顯著提高，表現(xiàn)為接觸電阻率的大幅度降低。ρc)從100米到18米Ω厘米2。當(dāng)與界面結(jié)合使用時(shí)鈍化本征非晶硅(a-Si：H)是a-Si：H/Li-ZnO的雙層電致發(fā)光層，有助于產(chǎn)生開路電壓。V總干事)643mV，效率高達(dá)15.1%，對(duì)于采用溶液法制備的有機(jī)/SiSC來說都是非常顯著的。在調(diào)整Li-ZnO性能以獲得Si和背面電極之間的改善界面方面的進(jìn)展，可能為進(jìn)一步探索開辟一個(gè)新的方向。功能材料適用于高性能的ESLs通孔有效的基于解決方案的方法。

本文摘自：中國科學(xué)報(bào)