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記者12月18日獲悉，寧波大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院太陽能電池課題組黃利克副教授，聯(lián)合香港理工大學(xué)李剛教授課題組，在反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽電池的反向偏壓和運行穩(wěn)定性方面取得新成果。相關(guān)成果近日發(fā)表于國際期刊《先進能源材料》。

鈣鈦礦太陽電池因高效率、低成本等優(yōu)勢而備受關(guān)注，但其長期穩(wěn)定性尤其是反向偏壓穩(wěn)定性，仍是產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。在戶外應(yīng)用中，光伏組件的陰影效應(yīng)會導(dǎo)致部分電池處于反向偏置狀態(tài)，引發(fā)局部熱點甚至不可逆擊穿，影響整體運行可靠性。

該研究采用n型V2O5-x半導(dǎo)體作為空穴收集層，結(jié)合V2O5-x功函數(shù)調(diào)控、ITO對光生空穴的量子隧穿提取實現(xiàn)高效鈣鈦礦太陽電池?！皟赡昀镂覀儓F隊經(jīng)過300余批器件制備測試，通過調(diào)控氧化釩退火溫度、優(yōu)化氧空位濃度等關(guān)鍵光電參數(shù)，顯著提升了器件熱循環(huán)和反向偏壓穩(wěn)定性，最優(yōu)器件光電轉(zhuǎn)換效率達25.88%，性能居同類反式結(jié)構(gòu)先進水平?！闭撐牡谝蛔髡?、寧波大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院碩士研究生康圣祥介紹。

據(jù)介紹，反式鈣鈦礦太陽電池通常具有p-i-n構(gòu)型的能帶結(jié)構(gòu)，其中作為空穴傳輸層的p層通常為納米晶NiOx等p型半導(dǎo)體材料，但其合成技術(shù)復(fù)雜，抗反向擊穿能力有限，制約了高穩(wěn)定器件的發(fā)展。該研究采用n型V2O5-x取代p型NiOx作為空穴收集層，實現(xiàn)了一種異于傳統(tǒng)p-i-n能帶結(jié)構(gòu)的新型n-i-n能帶構(gòu)型的反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽電池器件，為新型氧化物半導(dǎo)體光伏應(yīng)用及面向商業(yè)化的鈣鈦礦電池提供技術(shù)支撐。

該論文第一通訊作者為黃利克副教授，諸躍進教授、張京教授、劉小輝副教授為共同作者，香港理工大學(xué)李剛教授、黃佳明博士為共同通訊作者。

（受訪者供圖）