SiNx:H后钝化提升Si/PEDOT:PSS混合异质结太阳电池性能

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本文研究了在硅/有机混合异质结太阳能电池中引入硅氮化物(SiNx:H)后侧钝化层的作用,以提升其性能。近年来,这种类型的太阳能电池因其结合了硅(Si)的高效率和有机材料的灵活性而受到广泛关注。研究者在硅基底的背面添加了一种图案化的SiNx:H层,通过等离子增强化学气相沉积和光刻技术制备,显著提高了电池的功率转换效率(PCE)。 在实验中,通过将SiNx:H层应用到标准的Si/poly(3,4-乙二氧噻吩):聚苯乙烯硫酸盐(PEDOT:PSS)结构上,发现电池的开路电压(Voc)从0.523伏提升到了0.557伏,这表明该特定厚度的图案化SiNx:H层具有优良的后侧钝化效果。后侧钝化对于减小表面缺陷对电流路径的影响至关重要,从而减少了由于局部非理想区域造成的效率损失。 文章深入探讨了不同钝化策略的效果,包括传统的前PEDOT:PSS钝化、单独的后侧SiNx:H钝化以及前后双层钝化(即前PEDOT:PSS与后SiNx:H的组合)。通过这些对比,研究人员揭示了后侧钝化层如何优化电池的整体性能,特别是在减少暗降和提高填充因子方面的作用。 此外,文章还分析了工艺相关变量对钝化效果的影响,包括SiNx:H层的厚度、处理时间和温度等,以期找到最优化的工艺参数组合。整体来看,这项研究为设计和制造更高效、稳定的硅/有机混合异质结太阳能电池提供了有价值的见解,可能推动该领域的发展,并为未来的能源转换设备提供新的可能性。