近日,一道新能携手河北大学*研发成功高效高稳定的硅基碳纳米管新型太阳电池,命名为CNT:PSS/Si,研究成果《Efficient and Stable Hole-Transport Material for Solar Cells: from PEDOT:PSS to Carbon Nanotubes:PSS》发表于国际能源领域*具影响力的*学术期刊《ACS Energy Letters》。CNT:PSS/Si电池具有制备温度低、工艺简单、效率高、成本低的特点,同时CNT:PSS钝化接触材料可广泛应用于新型太阳电池、钙钛矿以及钙钛矿/Si叠层光伏电池的效率提升,为新型太阳电池的研发提供了全新的材料选择、技术路径与研究思路。
现有晶硅电池已接近理论效率极限,新型电池结构的研发与应用对支撑我国光伏产业持续国际*与产业化升级迫在眉睫。碳纳米管是一种由单层或多层石墨烯卷曲而成的一维纳米材料,具有许多独特的物理和化学性质。该研究通过创新性设计,将高导电性与光学特性优异的碳纳米管(CNT)与苯乙烯磺酸(PSS)的钝化特性相结合,*以碳纳米管为基础,成功研发出非掺杂的高效稳定空穴传输材料 CNT:PSS。该材料具有5.63 eV高功函数,并与晶体硅表面能够形成了全面积钝化接触,实现了 “钝化-导电” 功能一体化。同时,高功函数形成了强大的背面电场,增加了空穴的提取并抑制了电子传输,这些特性共同构成了优异的空穴选择性传输层材料。研发团队利用单晶硅为衬底,在表面涂敷CNT:PSS薄膜,从而研发成功CNT:PSS/Si高效电池,效率超过23.3%,计算仿真表明该电池具有达到29%效率的潜力。
该项研究依托一道新能与河北大学联合成立的“光伏创新研究中心”,研究团队通过产学研深度协同机制,集成一道新能在 N 型光伏电池研发领域的深厚积累,以及河北大学在钝化机理研究方面的*优势,围绕光伏产业关键核心技术与前沿共性问题开展联合攻关。