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發布時間:2021-01-01 09:40  
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傳統的硅太陽能由于制備流程復雜、硬件設備投資高,使得電池成本高,限制了更大規模的應用。因此,開發新型低成本太陽能電池具有重要的實際應用價值。聚合物(PEDOT)的合成方法介紹自從shirakawaetal發現了聚乙Q具有高導電率后,導電聚合物這個領域已引起了科學家的廣泛興趣。選用制備工藝簡單的新型電荷選擇性材料(PEDOT:PSS(聚(3,4-亞乙二氧基s吩)-聚(b乙烯磺酸))與晶硅基片形成非摻雜的異質結太陽能電池,可以避免摻雜所需要的高溫工藝,有望獲得低成本的硅基異質結太陽能電池。
但是這類異質結電池存在PEDOT:PSS材料本身空穴遷移率低,PEDOT:PSS/硅接觸面性能差,以及硅/金屬電極接觸電阻高等問題,限制了電池轉換效率的提高。針對這一些列問題,蘭州大學物理科學與技術學院彭尚龍團隊采用PEDOT:PSS材料改性、光吸收改善、硅納米陷光結構的構筑、硅表面鈍化和硅/金屬界面接觸電阻降低等策略,實現電池轉換效率提升和成本降低,取得了一系列研究成果。(PEDOT∶PSS)電導率的變化以及摻雜PEDOT∶PSS薄膜對聚合物太陽能電池器件性n的影響。
聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)由拜爾(Bayer AG)科學家于1988年在專利中提出,人們發現其具有穩定的摻雜態結構,因而具有優異的環境穩定的導電性。同時,人們發展了PEDOT:PSS (聚磺酸)溶膠體系來實現PEDOT材料的水系儲存以及加工,結合PEDOT的其他多種化學合成以及原位合成方法,這使得其被廣泛應用在儲能、柔性電子學、光電轉換器件等應用中。x酸處理的PEDOT:PSS表現了高的導電性(導電率σ=3100Scm。
近年來,由于成本低廉和性能優異,硅基雜化太陽電池引起了科學家們的極大研究興趣。然而,柔性硅基雜化太陽電池鮮有報道。難點在于單晶硅的柔性化。本研究中,我們采用簡單的制備工藝,構筑了柔性微米金字塔狀Si/PEDOT:PSS雜化太陽電池。這一方法不僅改善了PEDOT:PSS本身的導電性,同時通過其表面分布的NaCl小晶體改善了上層鈣鈦礦薄膜的質量。相較于光電轉換效率為4%的柔性平板結構Si/PEDOT:PSS太陽電池,柔性微米金字塔狀太陽電池具有更高的光電轉化效率,為6.3%。