评估结构的抗反射涂层Silicon-Perovskite太阳能电池

在《华尔街日报》最近发表的一篇文章ACS应用能源材料亚博网站下载,研究人员讨论了效用non-textured和变形抗反射涂层平面整体silicon-perovskite串联太阳能电池。

研究:比较不同的纹理和Non-Textured抗反射涂层的平面整体Silicon-Perovskite串联太阳能电池。图片来源:Wichien Tepsuttinun / Shutterstock.com

背景

钙钛矿硅三轮车结合新兴钙钛矿硅薄膜材料与成熟的技术。亚博网站下载由于夹层需要越少,二端整体设备简化处理的优势和更低的寄生吸收超过四端设备;然而,他们必须精心构造,以确保当前匹配的子。

平面上硅sub-cell允许标准溶液处理,允许结果最好的钙钛矿效率电影设备和低成本、可伸缩的钙钛矿设备制造。抗反射涂层(弧)曾在大多数平面硅高效设备底部细胞减少反射损失。

由于其得天独厚的折射率,像MgF商用平面电影₂和生活利用增加串联电池的性能。变形抗反射薄膜,已被证明是有效的在silicon-perovskite串联细胞,越来越被视为一个可能的方法提供光捕获的平面上。随机的倒金字塔纹理应用到太阳能电池已被证明比直立金字塔,除了降低流程步骤的数量。

(一)反射率和百分比(b)透射光谱比例为平面PDMS层不同厚度涂层在钠钙玻璃基板。图片来源:迈克尔•斯彭斯et al ., ACS应用能源材料亚博网站下载

关于这项研究

在这项研究中,作者讨论的角色变化的几何结构和膜厚度PDMS抗反射衬托箔的反射率。被选的最好的电影,其抗反射性能比较的两个标准平面弧MgF₂和生活,揭示在反射率明显降低non-textured silicon-perovskite串联细胞。

研究人员调查了non-textured和变形抗反射材料的光学性质。亚博网站下载抗反射箔是由聚二甲基硅氧烷(PDMS)。倒金字塔结构,平面PDMS衬托,层厚度的影响,每种类型的薄膜的光学性能进行了研究。

团队评估的影响厚度和金字塔的大小箔的抗反射特性抗反射涂层。整体反射比较常见的平面层抗反射表现纹理弧层后添加到non-textured silicon-perovskite串联。

的扫描电子显微图(一)微米(T1)和(b)亚微米(T2)硅模具和相应的规模(c)微米,(d)亚微米尺度倒金字塔结构PDMS层由这些模具。图片来源:迈克尔•斯彭斯et al ., ACS应用能源材料亚博网站下载

观察

和一个反射峰在770 nm,仍显示在反射损失可以忽略不计波长1100 nm和350 nm以下。加权平均反射率为29.19%在300 - 1200纳米范围,串联结构表现出高反射率。

变形的串联装置PDMS层抗反射太阳能加权平均最低反射率为14.58%,而生活和MgF₂有更高的加权平均反射率18.66%和17.31,分别,但仍不如变形PDMS弧。在每个sub-cell silicon-perovskite串联装置,使用PDMS膜导致集成增加3 - 5%_SC。

由于微小但可观的上升在外部量子效率(EQE)在850年和1000海里,硅显示更大的改善马0.58厘米²与应用程序的纹理PDMS弧。由于其较高的J_SC钙钛矿显示,马小绝对上升0.50厘米²,导致一个更小的百分比升幅在一个集成的J_SC的3%。应用变形PDMS弧后,产生的总电流密度增加了1.08 mA /厘米²。应用变形抗反射薄膜后,量子效率测量相同的串联表示集成光电流显著提升。

应用于silicon-perovskite串联时,变形电影最好的厚度和结构高度显示优良的抗反射性能。silicon-perovskite串联与平面顶面,表现最好的纹理PDMS弧导致减少近50%的平均反射率。

串联测量设备,这导致了一个集成的一个小但相当大的增加_SC马超过0.5厘米²钙钛矿和硅的子。

通过增加影片的一个优化结果细胞钙钛矿,综合实现相对增加6%_SC。PDMS层的抗反射性能受结构形状和总膜厚的影响。变形PDMS表,有些调整,超过标准平面抗反射涂层,并帮助减少反射损失non-textured silicon-perovskite串联细胞。

(一)原理图的平面silicon-perovskite串联用于评估不同的抗反射涂层。(b)反射光谱的平面silicon-perovskite配合优化的微米尺度PDMS弧(T1)与常用的平面弧。(c)列表的意思是反射在300 - 1200海里silicon-perovskite配合每个弧。图片来源:迈克尔•斯彭斯et al ., ACS应用能源材料亚博网站下载

结论

总之,本研究阐明一个简单的方法制造一个倒置的金字塔变形的PDMS膜兼容silicon-perovskite串联太阳能电池。平面薄膜的不同厚度检查,发现19μm电影由旋转涂布在3000 rpm产生最好的反射损失。

电影主要形成亚微米金字塔降低了反射损失比一个更广泛的纹理几何平均有8μm金字塔的高度。最薄的铝箔可分层有最好的抗反射特性的整体膜厚度。

源

迈克尔•斯彭斯,理查德·哈蒙德亚当Pockett,任正非,安德鲁·约翰逊Trystan沃森和马修·j·游乐场。比较不同的纹理和Non-Textured抗反射涂层的平面整体Silicon-Perovskite串联太阳能电池。ACS应用能源材料2022 5 (5)亚博网站下载,5974 - 5982。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.2c00361DOI: 10.1021 / acsaem.2c00361

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