第一作者：Xianlin Qu

通訊作者：張永哲，鄭坤

第一單位：北京工業(yè)大學

內容簡介：晶體硅(c-Si)太陽能電池是迄今為止最先進的光伏技術，其優(yōu)勢包括接近最佳的帶隙，高效率，廣為認可的穩(wěn)定性和廣泛可用的原材料等。對于硅異質結太陽能電池而言，要想實現(xiàn)理想的轉換效率，高質量晶體硅/氫化非晶硅（c-Si / a-Si:H）界面是必不可少的。因此，亟需對界面進行原子尺度上的表征和控制。近日，北京工業(yè)大學張永哲、鄭坤團隊合作，采用球差校正透射電子顯微鏡對高效硅異質結太陽能電池中c-Si / a-Si:H界面的原子結構進行了研究。在原位退火過程中，實現(xiàn)了對界面處的結構演變在原子尺度上的可視化，并觀察到了在c-Si和a-Si:H之間的薄外延層中，納米孿晶的成核和形成。這種高密度的嵌入納米孿晶大大降低了器件的性能。通過引入超薄的本征a-Si:H緩沖層，研究人員制備了具有低密度納米孿晶的硅異質結太陽能電池，提升了少數載流子的壽命（3.2至4.3 ms），外部復合損失降低了33%，提升了器件的性能，表明抑制嵌入納米孿晶的策略可以進一步提高硅異質結太陽能電池的轉換效率。該研究以“Identification of embedded nanotwins at c-Si/a-Si:H interface limiting the performance of high-efficiency silicon heterojunction solar cells”發(fā)表在最新一期的《Nature Energy》上。

硅異質結太陽能電池c-Si / a-Si:H界面結構