Өнім туралы ақпарат

Перовскит/кремний тандемдік элементтері қазірдің өзінде 35% тиімділікке жетті. Мәселе тұрақтылықта. Бұл құрылғылар коммерцияландыруға қажетті 25 жылдық қызмет мерзімінен әлі алыс, ал түпкі себеп интерфейстерде. Онда заряд жиналады, және бұл жинақталу тотығу-тотықсыздану реакциялары мен иондардың миграциясын тудырады.

Кеңінен қолданылатын ALD-SnOx электрон тасымалдау қабаты жоғары кедергісіне байланысты қалыңдық компромисіне тап болады. Тым қалың болса, тізбектік кедергі артады. Тым жұқа болса, бүрку зақымдануын немесе ион диффузиясын бөгей алмайды. Мұны зерттеу үшін AAA класты жарықдиодты күн симуляторын қартаю жарық көзі ретінде пайдаланатын перовскит композиттік MPPT сынағышы ұяшық температурасын бірнеше жолмен басқара алады және қоршаған ортаны басқарып, ұзақ мерзімді тұрақтылық сынақтарын жүргізеді.

Бұл жұмыс толық ALD процесі арқылы SnOx/AZO қос қабатын құрады. Өте жұқа SnOx жолақтық сәйкестікті сақтайды, ал өткізгіш AZO қабаты төмен кедергілі жолды қамтамасыз етеді және тығыз тосқауыл ретінде әрекет етеді. Бұл зарядты алу мен физикалық бөгеуді екі бөлек жұмысқа бөледі. Осы құрылымы бар бір қосылысты кең жолақты перовскит элементтері 23,47% тиімділікке жетті, ал тандемдік құрылғылар 33,25% көрсетті. 1000 сағат үздіксіз жарықтандырудан кейін олар бастапқы тиімділігінің 96% сақтап қалды, бұл интерфейстік стратегияны растайды.

Техникалық Параметрлер

Перовскит композиттік MPPT сынағышының сипаттамалары

Техникалық артықшылықтар

ALD екі қабатты өндіру және электрлік өнімділік

Бір қосылысты сынақтар SnOx 150 циклде ең жақсы нәтиже көрсететінін көрсетті. Қалыңдықты арттыру сериялық кедергіні жоғарылатып, толтыру коэффициентін төмендетті. Кедергі шегін жеңілдету үшін авторлар ALD әдісімен өсірілген AZO аралық қабатын қосты. Екі стек салыстырылды: 250 циклдік SnOx және 100 циклдік SnOx + 400 циклдік AZO.

J-V өлшеулері SnOx/AZO комбинациясы құрылғы өнімділігін арттыратынын көрсетті. Энергия деңгейлерін талдау өткізгіштік зонасының минимумы SnOx-тен AZO-ға, одан IZO-ға қадамдап төмендейтінін анықтады, бұл интерфейстегі экстракция кедергісін төмендететін қолайлы баспалдақты зоналық туралануды құрайды. c-AFM SnOx/AZO және таза AZO таза SnOx-ке қарағанда әлдеқайда жақсы өткізетінін көрсетті. KPFM SnOx/AZO перовскит қабықшасында біркелкі беттік потенциалды және төмен ақау тығыздығын көрсетті. Өтпелі абсорбция спектроскопиясы SnOx/AZO арқылы заряд тасымалдаушылардың жылдам экстракциясын растады.

ALD қабаты деградацияны басады

85°C температурада жарық астында 400 сағат қартаюдан кейін SnOx үлгілері UV-vis спектрінде күшті қорғасын йодидінің сіңірілуін, XRD-да металдық Pb⁰ дифракциялық шыңдарын және көлденең қима SEM-де интерфейс бос орындары мен көлемдік жоғалтуды көрсетті. SnOx/AZO үлгілерінде бұл деградация белгілері әлдеқайда әлсіз болды. TOF-SIMS SnOx құрылғыларында перовскит қабатына Ag-ның қатты енуін және I⁻-ның қатты диффузиясын көрсетті, ал SnOx/AZO құрылғыларында айқын иондық диффузия байқалмады.

85% RH ылғалдылықта 7 күннен кейін SnOx жабылған қабықша сары δ фазасын дамытты, бірақ SnOx/AZO қара болып қалды. PLQY өлшеулері SnOx/AZO үшін радиациялық емес рекомбинациялық жоғалтудың төмендігін және қартаюдан кейін PLQY сақталуының жоғары екенін көрсетті. KPFM қартайған SnOx үлгісінде беттік ақау тығыздығының күрт өскенін, ал SnOx/AZO-да дерлік өзгермегенін көрсетті.

Өнімді қолдану

Бір қосылысты элементтің өнімділігі мен тұрақтылығы

ITO / NiOx / Me-4PACz / перовскит / C60 / ALD қабаты / Ag құрылымы бар бір қосылысты құрылғыларда SnOx/AZO чемпионы 23.47% тиімділікке, VOC 1.27 В, FF 83.92%, JSC 22.07 мА/см² жетті, гистерезис айтарлықтай төмендеді. EQE интегралды ток тығыздығы 21.62 мА/см² болды, бұл SnOx құрылғысының 20.92 мА/см²-нен жоғары. Тұрақтандырылған қуат шығысы 23.12% құрады. Урбах энергиясы 13.11 мэВ болды, бұл SnOx құрылғысының 16.38 мэВ-нен төмен.

Тұрақтылық бойынша, 85°C температурада 1100 сағат қараңғыда қартаюдан кейін SnOx/AZO бастапқы тиімділігінің 90%-дан астамын сақтады, ал SnOx 600 сағатта 85%-ке дейін төмендеді. 85°C температурада жарықтандыру кезінде SnOx/AZO 300 сағаттан кейін 80%-дан жоғары болды, ал SnOx 200 сағаттан кейін 60%-дан төмендеді. MPPT сынағында SnOx/AZO 2000 сағаттан кейін 96%-ды сақтады, ал SnOx 700 сағаттан кейін 80%-ке дейін төмендеді.

Тандемдік ұяшықтың өнімділігі мен тұрақтылығы

ALD қос қабаты перовскит/TOPCon кремний тандемдік құрылғысына біріктірілді. HAADF-STEM шамамен 10 нм SnOx және 60 нм AZO бар үздіксіз, тығыз қос қабатты көрсетті, тесіктер немесе қабаттардың бөлінуі жоқ. HR-TEM SnOx аморфты екенін растады, ал EDS AZO-да біркелкі Zn таралуын көрсетті.

Чемпиондық тандемдік құрылғы 33.25% тиімділікке, VOC 1.98 В, JSC 20.83 мА/см², FF 80.71% жетті, гистерезис дерлік жоқ. EQE жоғарғы және төменгі ұяшықтардың фототоктарын 20.43 және 20.40 мА/см² көрсетті, бұл жақсы сәйкестік. Тұрақтандырылған қуат шығысы 32.38% болды.

85°C температурада 1000 сағат термиялық қартаюдан кейін SnOx/AZO 90%-дан жоғары тиімділікті сақтады, ал SnOx 400 сағат ішінде 90%-дан төмендеді. Ылғалды-жылу сынағында (қос 85) SnOx/AZO 400 сағаттан кейін 92%-дан жоғары болды, ал SnOx 200 сағат ішінде 80%-дан төмендеді. 1000 сағат үздіксіз жарықтандырудан кейін SnOx/AZO 96%-дан жоғары болды, ал SnOx 300 сағат ішінде 80%-дан төмендеді.

Механизмнің қысқаша мазмұны

SnOx/AZO қос қабатының артықшылығы екі нәрсеге байланысты. Өткізгіш AZO қабықшасы электрондардың экстракциясын жылдамдатады және интерфейстегі зарядтың жиналуын азайтады, бұл реакцияға байланысты интерфейстің деградациясын басады. Сонымен қатар, тығыз қос қабат иондар мен ылғал үшін тиімді тосқауыл ретінде әрекет етеді, йодидпен индукцияланған күміс коррозиясын және Ag⁺-ның перовскитке миграциясын тежейді. Жылдам электрон экстракциясы физикалық иондық блокадамен біріктіріліп, «функционалдық ажырату» механизмін береді, сондықтан екі әсер құрылғының беріктігін бірге күшейтеді.

Бұл зерттеу перовскит/кремний тандемдік ұяшықтарында интерфейстік реакцияға байланысты деградацияны басу үшін толық ALD SnOx/AZO қос қабатын пайдаланады. Қос қабат SnOx-тің жақсы жолақ сәйкестігін AZO-ның жоғары өткізгіштігі мен тығыз тосқауыл функциясымен біріктіріп, зарядтың жиналуын азайтады және иондардың диффузиясы мен ылғалдың енуін тежейді. Бір қосылысты ұяшықтар 23.47% тиімділікке, тандемдік ұяшықтар 33.25% тиімділікке жетті және екеуі де 1000 сағат MPPT-ден кейін бастапқы тиімділіктің 96%-дан астамын сақтады. Бұл жоғары тиімді, тұрақты перовскит/кремний тандемдік фотоэлектрлік құрылғыларды құруда интерфейстік инженерияның маңыздылығын көрсетеді және тиімді әрі берік ұяшықтарға нақты жолды көрсетеді.

Пероксидті композитті MPPT тестері, A+AA+ жарықдиодты күн симуляторын қартаю жарық көзі ретінде пайдалана отырып, пероксидті күн элементтерін зерттеуге күшті қолдау көрсетеді. Пероксидті элементтер жарық пен температураға өте сезімтал болғандықтан, олардың максималды қуат нүктесі үнемі өзгеріп отырады. MPPT контроллері бұл нүктені нақты уақыт режимінде бақылап, бекітеді, сондықтан жүйе әрқашан ең жақсы қуатта жұмыс істейді. Бұл энергия өнімділігін арттырады және бүкіл күн жүйесінің тұрақтылығы мен экономикасын жақсартады.

Сілтеме: Пероксид/Кремний тандемді күн элементтеріндегі интерфейстік реакцияларды All-ALD SnOx/AZO қос қабаты арқылы басу

Ooitech көзқарасы

Мұнда ерекше назар аударатын нәрсе - "функционалды ажырату" идеясы, бір жұқа қабатқа екі міндетті де жүктеп, біреуінен ұтылудың орнына, бір қабаттың жолақтық сәйкестігін, ал екіншісінің блоктауын қамтамасыз ету. Өндіріс жағында, толық өлшемді модуль бойынша ALD қабаттарының біркелкілігі - бұл желіні басқару және метрология маңызды болатын нәрсе және біз модуль желілерін құру кезінде мұқият қарастыратын процесс детальдары. Пероксидті және тандемді модульдерді өндірудің зауыт алаңында қалай жүзеге асатыны туралы көбірек білгіңіз келсе, Ooitech YouTube арнасы (www.youtube.com/ooitech) жазылуға тұрарлық.