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Nature (IF 69.504):NREL朱凱團(tuán)隊如何提升太陽能電池戶外壽命

更新時間:2023-10-13      點(diǎn)擊次數(shù):1775

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重點(diǎn)摘要】

美國國家可再生能源實(shí)驗室(NREL)由朱凱領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊發(fā)表了這篇研究論文。

  1. 關(guān)聯(lián)鈣鈦礦太陽能電池的室內(nèi)測試和室外老化

  2. 目的是預(yù)測真實(shí)世界的可靠性以指導(dǎo)開發(fā)

  3. 光照和高溫下的降解是具信息性的

  4. 層間界面對穩(wěn)定性至關(guān)重要

  5. 修改界面層可提高穩(wěn)定性8倍,在85°C下超過1000小時

  6. 達(dá)到8200小時的預(yù)計壽命在50°C

  7. 是報告過的高效率鈣鈦礦太陽能電池中相當(dāng)穩(wěn)定的之一

  8. 將實(shí)驗室測試與實(shí)際壽命連接起來以評估穩(wěn)定性

【研究背景】

鈣鈦礦太陽能電池是有前途的薄膜光伏技術(shù),但真實(shí)世界的穩(wěn)定性很難理解。將加速的室內(nèi)測試與戶外老化關(guān)聯(lián)對于指導(dǎo)鈣鈦礦太陽能電池的開發(fā)和預(yù)測壽命至關(guān)重要。

【研究成果】

【研究方法】

  1. 測試了高效率的p-i-n型鈣鈦礦太陽能電池堆疊結(jié)構(gòu)。

  2. 在光照、高溫和濕度下進(jìn)行了室內(nèi)加速測試。

  3. 進(jìn)行了為期6個月的戶外老化測試。

  4. 分析了在不同應(yīng)力因素下的降解情況。

  5. 確定了ITO/SAM HTL/鈣鈦礦的界面是關(guān)鍵。

  6. 修改了SAM HTL以改善離子阻擋。

【結(jié)論】

本研究顯示了加速室內(nèi)測試和鈣鈦礦太陽能電池室外老化之間的強(qiáng)烈相關(guān)性。**該框架將實(shí)驗室和戰(zhàn)野的壽命相關(guān)聯(lián),從室內(nèi)實(shí)驗中獲得了對真實(shí)世界穩(wěn)定性的見解。通過改變界面層以阻止離子遷移,改善了穩(wěn)定性。**這使得能更好地通過將室內(nèi)測試和室外壽命相連接來評估高效率鈣鈦礦太陽能電池的長期穩(wěn)定性。這個可靠性框架可以指導(dǎo)進(jìn)一步的開發(fā)和商業(yè)化。


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未封裝的p-i-n鈣鈦礦太陽能電池在不同溫度下的平均操作穩(wěn)定性。 b. 來自不同溫度下T80值的每小時降解速率


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一個典型的p-i-n鈣鈦礦太陽能電池的J-V曲線及相應(yīng)的SPO效能

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