Crystalline Si/perobskite triple junction solar cells by mist deposition

通过雾沉积制备晶体硅/钙钛矿三结太阳能电池

基本信息

批准号：
20K05318
负责人：
白井肇
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05318/
关键词：
シリコン太陽電池ペロブスカイト太陽電池タンデム構造素子開放電圧中間電極金属酸化膜多接合太陽電池結晶Si ペロブスカイトモノリシック多接合素子表面処理 3接合素子モノリシック接合ペロブスカイト薄膜太陽電池モノリシック型多接合太陽電池ミスト成膜法ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ

项目摘要

塗布型結晶Si/導電性高分子PEDOT:PSS太陽電池を下部素子、FACsPbI3ペロブスカイト素子を上部素子とした２接合太陽電池の中間電極の探索とFACsPbI3短接合素子の高効率化に取り組んできた。前者の中間電極部材の探索では、導電性高分子PEDOT:PSS上に溶液法によるペロブスカイト素子の電子輸送層としてPEDOT:PSS上にMoO3/極薄Au/InZnOの３層積層構造を形成後スパッタ法により極薄SnO2とSnCl2・2H2Oからの溶液法を併用する2段階製膜を行うことで再現性に富んだn-Si/FACsPbi3モノリシック2接合素子の作製に成功した。具体的には平坦化Si上に半透明FA0.9Cs0.1PbI3素子構造で性能（12.9％）および開放電圧の増大（1.49Ｖ）を実現した。溶液プロセスを主体としたn-Si/ペロブスカイトモノリシック素子のプロセスを開発した。更にFACsPbI3を基軸にI/Br比の調整によるバンドギャップ制御、単一素子性能の向上のための電子輸送層、表面終端化について検討した。具体的にはI/Br比の調整により1.55-1.75eVまでのバンドギャップ制御に成功した。しかしX線回折ではPbI2の回折ピークが残留し、FACsPbIBr単層の形成には至らなかった。しかしFACsPbIBr単一素子で12.7％の性能を得た。そこでFACsPbI3/FACsPbIBr接合素子の形成を先のMoO3/Au/IZO構造を利用してペロブスカイトタンデム素子の作製を試みた。現状で開放電圧は1.5Ｖまで増大したが効率は3-4％であった。今後ペロブスカイト素子の多接合化のためのペロブスカイト上の正孔輸送層として用いたPTAA上のMoO3/Au/IZO中間電極界面の分析、上部素子および下部Si素子裏面の終端化・テクスチャー構造併用することでより一層の高効率化が期待される。

我们一直在努力使用涂层型晶体SI/导电聚合物PEDOT：PSS太阳能电池作为下元元素和FACSPBI3 Perovskite元素作为上部元素，并提高FACSPBI3快点元件的效率。在搜索以前的中间电极成员时，在PEDOT上的MOO3/Ultra-phin Au/inzno的三层层压结构：PSS在PSS上形成为pSS的pSS作为perovskite元素的电子传输层，通过导电聚合物PEDOT：PSS上的溶液方法的电子传输层，然后通过sputter and 2 stage formation and sno 2 and 2 and 2 and 2 and2成功地制造了高度可重现的N-SI/FACSPBI3单片两结构设备。具体而言，平面化SI的半透明FA0.9CS0.1PBI3元素结构达到了性能（12.9％）和增加的开路电压（1.49V）。我们已经开发了用于N-Si/Perovskite整体设备的过程，主要是基于解决方案过程。此外，我们通过调整I/BR比率，电子传输层以提高单元性能和表面终止来研究带隙控制。具体而言，通过调整I/BR比率，从1.55-1.75EV从1.55-1.75EV取得了成功。但是，PBI2的衍射峰仍留在X射线衍射中，并且没有实现FacSpbibr单层的形成。但是，单个FACSPBIBR元件的性能达到12.7％。因此，我们尝试使用以前的Moo3/au/izo结构来制造钙钛矿串联设备，以形成FACSPBI3/FACSPBIBR接线设备。目前，开路电压已增加到1.5V，但效率为3-4％。将来，PTAA上MOO3/AU/IZO中间电极界面的分析，该电极界面被用作钙钛矿元素的钙钛矿上的一个孔传输层，并且预计将上下SI元素的终止和质地结构一起使用，预计一起有望提高效率。