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常规半导体太阳电池由pn节构成,而近年来突破效率纪录的电池却不具备常规的pn节结构,例如,HIT(Heterostructurewith Intrinsic Thin Layer)电池和TOPCon (Tunnel OxidePassivated Contact)电池。其电池结构是硅片加钝化层(例如HIT电池的本征非晶硅,TOPCon电池的二氧化硅薄层),钝化层的另一侧为载流子选择性接触材料,例如,HIT电池中n型非晶硅为电子选择性接触层,p型非晶硅为空穴选择性接触层。其实,没有掺杂的高电子亲和能材料,例如氧化钼(MoOx),也可作为空穴选择性接触层。
碲化镉(CdTe)是一种II-VI族化合物半导体材料,而II-VI族化合物半导体材料往往容易被掺杂为一种类型,不容易掺杂成另一种类型。例如,碲化镉容易被掺杂成n型,难以掺杂为p型;另一种II-VI族化合物半导体材料碲化锌(ZnTe)容易掺杂为p型却难以掺杂为n型。因此碲化镉材料难以做成常规的pn节。
一篇自然能源(NatureEnergy)的文章(ow.ly/dhYA300fp31)报道了一种开路电压达到1.1V的单晶碲化镉电池。电池的吸光层为n型碲化镉,使用了钝化空穴选择性接触技术。镁碲化镉(MgCdTe)作为碲化镉的钝化层,p型非晶(碳化)硅作为空穴选择性接触层。镁碲化镉成为了允许空穴透过而阻止电子通过的半透膜(semipermeable membrane),实现了光生电子与空穴的分离,创造了电池开路电压的巨大突破。
薄膜多晶碲化镉电池的开路电压一般小于0.9V。如果这项实现超高电压的技术(利用镁碲化镉的钝化技术和n型碲化镉吸收层)可以顺利应用于薄膜多晶碲化镉电池,薄膜多晶碲化镉电池的最高效率(22.1%)将会大幅提高。
Ref.
Zhao,et al., “Monocrystalline CdTe solar cells with open-circuit voltage over 1 Vand efficiency of 17%”, PUBLISHED: 16 MAY 2016 | ARTICLE NUMBER: 16067 | DOI:10.1038/NENERGY.2016.67
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GMT+8, 2024-9-27 10:07
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