近期该团队针对TMO/c-Si异质结电池空穴传输层,提出了提升载流子选择性的新策略。相关研究成果以NiOx/MoOx Bilayer as an Efficient Hole-Selective Contact in Crystalline Silicon Solar Cells为题,发表在Cell Reports Physical Science上。
该工作使用NiOx/MoOx叠层结构作为c-Si电池的空穴传输层,有效提高了空穴载流子的选择性。一方面,高功函数的MoOx使c-Si表面的能带向上弯曲,促进空穴载流子的有效提取;另一方面,NiOx与c-Si较大的导带偏移进一步阻挡电子传输。得益于此,采用NiOx/MoOx叠层结构的c-Si太阳能电池实现了21.31%的效率。此外,通过UV/O3处理在硅表面形成超薄的SiOx,可进一步提高空穴提取能力,效率提升至21.60%。这是迄今为止,以MoOx作为空穴选择性传输层且未使用a-Si:H薄膜的c-Si太阳电池中所报道的最高效率。
研究工作得到中科院上海微系统与信息技术研究所研究人员的帮助,以及国家自然科学基金、上海市自然科学基金、山西省科技厅等的支持。
图1.MoOx/c-Si和NiOx/MoOx/c-Si异质结的能带结构以及电子和空穴浓度分布
图2.NiOx/MoOx/SiOx/c-Si界面的微观结构及元素分布
图3.MoOx/c-Si和NiOx/MoOx/c-Si异质结太阳电池的电流密度-电压(J-V)曲线
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