基于调控离子的横向和纵向扩散提高钙钛矿太阳能电池模块效率和稳定性的研究

基本信息
批准号:51902198
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:毕恩兵
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
有机/无机复合半导体材料稳定性离子扩散太阳能电池模块钙钛矿
结项摘要

Organic-inorganic hybrid perovskite solar cells exhibit high energy conversion efficiency at low fabrication cost. Currently the highest energy conversion efficiency of perovskite solar cell has reached higher than 23%, and that modules reached about 18%. This is up to the second generation thin film solar cells (or copper indium gallium selenide cadmium telluride) level, and shows a potential for commercialization. However, the present the stability of perovskite solar module showed little progress, still far below the traditional commercial solar cells. Especially, the stability of perovskite solar module has not been reached the international generic standard (IEC61215) of double "85", which is popular in photovoltaic industry. The reason is the ions lateral and vertical diffusion at and in the interface seriously affect the stability and restrict the further large-scale application in the field of perovskite solar modules. In order to solve the critical stability problem, we need to study the content are as follows: (1) ion diffusion of perovskite solar modules effects the micro structure and electrical performance of the interface and electrode; ion diffusion of perovskite solar modules effects light-thermal stability and the properties of p-n junction and electro-optical of device; (2) tailoring ions lateral and vertical diffusion for highly efficient and stable perovskite solar module. We will systematically study the effect of ions lateral and vertical diffusion on the interfacial structure and properties of perovskite films and their effects on device stability in the perovskite module. We further optimize the stability of the device and develop a highly efficient and stable perovskite solar module. This will provide an important scientific basis for realizing highly efficient and stable perovskite solar module.

钙钛矿太阳能电池具有制造成本低、能量转化效率高等特点。目前报道单节电池和模块的最高能量转化效率分别达到23.7%和18%,达到了第二代薄膜太阳能电池(铜铟镓硒或者碲化镉)的最高水平,具有很高的应用前景。但是,现阶段钙钛矿太阳能模块的稳定性远落后于单节电池,并且至今没有达到国际光伏业界通用的(IEC61215)中双“85”的标准。钙钛矿太阳能模块中界面处离子横向扩散和纵向扩散引起的器件稳定性差问题,严重制约其进一步在太阳能电池领域大规模应用。为了解决这一关键问题,需要研究的内容有:(1)离子扩散对界面和电极微观结构、电学性能的影响,以及pn节结构及光电性质的影响;(2)离子扩散的调控及其对器件的光、热稳定性的影响。我们将系统研究钙钛矿模块中离子横向扩散和纵向扩散引起界面结构和性质及其对器件稳定性的影响,为进一步开发高效稳定钙钛矿太阳模块器件提供重要科学依据。

项目摘要

钙钛矿太阳能电池具有制造成本低、能量转化效率高等特点。目前报道单节电池和模块的最高能量转化效率分别达到23.7%和18%,达到了第二代薄膜太阳能电池(铜铟镓硒或者碲化镉)的最高水平,具有很高的应用前景。但是,现阶段钙钛矿太阳能模块的稳定性远落后于单节电池,并且至今没有达到国际光伏业界通用的(IEC61215)中双“85”的标准。钙钛矿太阳能模块中界面处离子横向扩散和纵向扩散引起的器件稳定性差问题,严重制约其进一步在太阳能电池领域大规模应用。为了解决这一关键问题,需要研究的内容有:(1)离子扩散对界面和电极微观结构、电学性能的影响,以及pn节结构及光电性质的影响;(2)离子扩散的调控及其对器件的光、热稳定性的影响。我们将系统研究钙钛矿模块中离子横向扩散和纵向扩散引起界面结构和性质及其对器件稳定性的影响,为进一步开发高效稳定钙钛矿太阳模块器件提供重要科学依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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