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南京大学谭海仁团队Nature:改善晶粒表面钝化的串联太阳能电池

 发布时间:2022-02-09 点击量:300

      恭喜南京大学谭海仁教授在国际学术刊物《Nature》上发表了改善晶粒表面钝化的全钙钛矿串联太阳能电池最新研究成果。其中我公司代理的日本 SAN-EI 型号为 XHS-50S1的双灯高光谱匹配太阳光模拟器在研究过程中提供了有效的测量结果。

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研究背景


全钙钛矿串联太阳能电池有望超越单结太阳能电池效率极限;然而,到目前为止,性能较好的全钙钛矿串联太阳能电池的认证效率低于单结钙钛矿太阳能电池。所以串联电池的高光电流密度需要比较厚的混合 Pb-Sn 窄带隙子电池实现。但 Pb-Sn 钙钛矿内的载流子扩散长度短,所以全钙钛矿串联太阳能电池的研究具有一定挑战性。

主要内容
谭海仁团队通过研究实验,将Pb-Sn钙钛矿内的载流子扩散长度增加了两倍,达到5μm以上;全钙钛矿串联的太阳能电池认证效率为 26.4% ,超过性能较好的单结钙钛矿太阳能电池。

测量实例


文中提到,全钙钛矿串联太阳能电池对光谱比较敏感,氙灯太阳光模拟器在波长范围 400-900 nm之间,以每 100 nm 的间隔进行区间积分;在波长范围 900-1100 nm之间,以每 200 nm 的间隔进行区间积分,光谱适配在±25% 之内,在近红外区域与AM1.5G太阳光光谱相比,波动过大,有明显的不匹配。而双灯太阳光模拟器在波长范围 400-1100 nm之间,以每 50 nm 的间隔进行区间积分,能确保光谱适配在±5% 之内,与AM1.5G的太阳光光谱匹配度更高,比氙灯太阳光模拟器更适合于表征串联太阳能电池的光电特性。因此在双灯太阳光模拟器(SAN-EI ELECTRIC,XHS-50S1)的光照下,可以对于串联太阳能电池的J-V等光电特性更好的进行表征。(具体氙灯太阳光模拟器与双灯太阳光模拟器的差异对比如下所示)



氙灯太阳光模拟器vs双灯太阳光模拟器
氙灯太阳光模拟器:
• 光谱范围:350nm~1100nm
• 光谱不匹配度:<±25%   *
• 计算光谱不匹配度时的光谱积分区间
1. 在光谱范围400~900nm以100nm为光谱积分区间
2. 在光谱范围900~1100nm以200nm为光谱积分区间

图片
氙灯太阳光模拟器光谱对比图(黑色为AM1.5G太阳光光谱图,红色为氙灯太阳光模拟器测试光谱图)
 
双灯太阳光模拟器:
• 光谱范围:350nm~1800nm
• 光谱不匹配度:<±5%   MS级
• 计算光谱不匹配度时的光谱积分区间:
在光谱范围400~1100nm以50nm为光谱积分区间

图片
双灯太阳光模拟器光谱对比图(绿色为AM1.5G太阳光光谱图,红色为双灯太阳光模拟器测试光谱图)

文献信息: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

(本篇新闻来自文献All-perovskite tandem solar cells with improved grain surface passivation,更多详细内容请参考原文,谢谢