北京工业大学张永哲、郑坤：抑制纳米孪晶，提升硅异质结太阳能电池性能

来源：高分子科学前沿

第一作者：Xianlin Qu

通讯作者：张永哲，郑坤

第一单位：北京工业大学

内容简介：晶体硅(c-Si)太阳能电池是迄今为止最先进的光伏技术，其优势包括接近最佳的带隙，高效率，广为认可的稳定性和广泛可用的原材料等。对于硅异质结太阳能电池而言，要想实现理想的转换效率，高质量晶体硅/氢化非晶硅（c-Si / a-Si:H）界面是必不可少的。因此，亟需对界面进行原子尺度上的表征和控制。近日，北京工业大学张永哲、郑坤团队合作，采用球差校正透射电子显微镜对高效硅异质结太阳能电池中c-Si / a-Si:H界面的原子结构进行了研究。在原位退火过程中，实现了对界面处的结构演变在原子尺度上的可视化，并观察到了在c-Si和a-Si:H之间的薄外延层中，纳米孪晶的成核和形成。这种高密度的嵌入纳米孪晶大大降低了器件的性能。通过引入超薄的本征a-Si:H缓冲层，研究人员制备了具有低密度纳米孪晶的硅异质结太阳能电池，提升了少数载流子的寿命（3.2至4.3 ms），外部复合损失降低了33%，提升了器件的性能，表明抑制嵌入纳米孪晶的策略可以进一步提高硅异质结太阳能电池的转换效率。该研究以“Identification of embedded nanotwins at c-Si/a-Si:H interface limiting the performance of high-efficiency silicon heterojunction solar cells”发表在最新一期的《Nature Energy》上。

硅异质结太阳能电池c-Si / a-Si:H界面结构