科技日報記者 夏凡
記者12月18日獲悉，寧波大學物理科學與技術學院太陽能電池課題組黃利克副教授，聯合香港理工大學李剛教授課題組，在反式結構鈣鈦礦太陽電池的反向偏壓和運行穩定性方面取得新成果。相關成果近日發表于國際期刊《先進能源材料》。
鈣鈦礦太陽電池因高效率、低成本等優勢而備受關注，但其長期穩定性尤其是反向偏壓穩定性，仍是產業化應用所面臨的關鍵挑戰。在戶外應用中，光伏組件的陰影效應會導致部分電池處于反向偏置狀態，引發局部熱點甚至不可逆擊穿，影響整體運行可靠性。
該研究采用n型V2O5-x半導體作為空穴收集層，結合V2O5-x功函數調控、ITO對光生空穴的量子隧穿提取實現高效鈣鈦礦太陽電池。“兩年里我們團隊經過300余批器件制備測試，通過調控氧化釩退火溫度、優化氧空位濃度等關鍵光電參數，顯著提升了器件熱循環和反向偏壓穩定性，最優器件光電轉換效率達25.88%，性能居同類反式結構先進水平。”論文第一作者、寧波大學物理科學與技術學院碩士研究生康圣祥介紹。
據介紹，反式鈣鈦礦太陽電池通常具有p-i-n構型的能帶結構，其中作為空穴傳輸層的p層通常為納米晶NiOx等p型半導體材料，但其合成技術復雜，抗反向擊穿能力有限，制約了高穩定器件的發展。該研究采用n型V2O5-x取代p型NiOx作為空穴收集層，實現了一種異于傳統p-i-n能帶結構的新型n-i-n能帶構型的反式結構鈣鈦礦太陽電池器件，為新型氧化物半導體光伏應用及面向商業化的鈣鈦礦電池提供技術支撐。
該論文第一通訊作者為黃利克副教授，諸躍進教授、張京教授、劉小輝副教授為共同作者，香港理工大學李剛教授、黃佳明博士為共同通訊作者。
（受訪者供圖）
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