उत्पाद परिचय

पेरोव्स्काइट/सिलिकॉन टेंडम सेल पहले ही 35% दक्षता तक पहुँच चुके हैं। समस्या स्थिरता है। ये उपकरण अभी भी 25 साल के जीवनकाल की व्यावसायिक आवश्यकताओं से बहुत दूर हैं, और मूल कारण इंटरफ़ेस पर है। वहाँ चार्ज जमा होता है, और यह जमाव रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं और आयन प्रवासन को ट्रिगर करता है।

व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली ALD-SnOx इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट लेयर अपनी उच्च प्रतिरोधकता के कारण मोटाई में समझौता करती है। बहुत मोटी होने पर श्रृंखला प्रतिरोध बढ़ जाता है। बहुत पतली होने पर यह स्पटर क्षति या आयन प्रसार को रोक नहीं सकती। इसका अध्ययन करने के लिए, एक AAA-ग्रेड LED सौर सिम्युलेटर का उपयोग करने वाला पेरोव्स्काइट कम्पोजिट MPPT परीक्षक उम्र बढ़ने के प्रकाश स्रोत के रूप में कई तरीकों से सेल तापमान को नियंत्रित कर सकता है और आसपास के वातावरण का प्रबंधन कर सकता है, दीर्घकालिक स्थिरता परीक्षण चला सकता है।

यह कार्य ऑल-ALD प्रक्रिया के माध्यम से एक SnOx/AZO बाइलेयर बनाता है। एक अल्ट्राथिन SnOx बैंड संरेखण बनाए रखता है, जबकि एक प्रवाहकीय AZO परत कम प्रतिरोध पथ प्रदान करती है और एक घने अवरोध के रूप में कार्य करती है। यह चार्ज निष्कर्षण और भौतिक अवरोधन को दो अलग-अलग कार्यों में विभाजित करता है। इस संरचना के साथ सिंगल-जंक्शन वाइड-बैंडगैप पेरोव्स्काइट सेल 23.47% दक्षता तक पहुँचे, और टेंडम उपकरणों ने 33.25% हासिल किया। 1000 घंटे की निरंतर रोशनी के बाद भी उन्होंने अपनी प्रारंभिक दक्षता का 96% बनाए रखा, जो इंटरफ़ेस रणनीति का समर्थन करता है।

तकनीकी पैरामीटर

पेरोव्स्काइट कम्पोजिट MPPT परीक्षक विनिर्देश

तकनीकी लाभ

ALD बाइलेयर निर्माण और विद्युत प्रदर्शन

एकल-जंक्शन परीक्षणों से पता चला कि SnOx 150 चक्रों पर सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन करता है। मोटाई बढ़ाने से श्रृंखला प्रतिरोध बढ़ा और फिल फैक्टर गिर गया। प्रतिरोधकता सीमा को कम करने के लिए, लेखकों ने ALD-विकसित AZO अंतरपरत जोड़ा। दो स्टैक की तुलना की गई: 250-चक्र SnOx बनाम 100-चक्र SnOx प्लस 400-चक्र AZO।

J-V मापों से पता चला कि SnOx/AZO संयोजन ने उपकरण प्रदर्शन को बढ़ाया। ऊर्जा स्तर विश्लेषण में पाया गया कि चालन बैंड न्यूनतम SnOx से AZO से IZO तक नीचे की ओर कदम रखता है, जो एक अधिक अनुकूल सीढ़ीदार बैंड संरेखण बनाता है जो इंटरफ़ेस निष्कर्षण अवरोध को कम करता है। c-AFM ने दिखाया कि SnOx/AZO और शुद्ध AZO शुद्ध SnOx की तुलना में बहुत बेहतर संचालन करते हैं। KPFM ने SnOx/AZO पेरोव्स्काइट फिल्म पर अधिक समान सतह क्षमता और कम दोष घनत्व दिखाया। क्षणिक अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी ने SnOx/AZO के साथ तेज वाहक निष्कर्षण की पुष्टि की।

ALD परत क्षरण को दबाती है

85°C पर प्रकाश के तहत 400 घंटे की उम्र बढ़ने के बाद, SnOx नमूनों ने UV-vis में मजबूत लेड आयोडाइड अवशोषण, XRD में धात्विक Pb⁰ विवर्तन शिखर, और क्रॉस-सेक्शन SEM में इंटरफ़ेस रिक्तियां और बल्क हानि दिखाई। SnOx/AZO नमूनों में, ये क्षरण संकेत बहुत कमजोर थे। TOF-SIMS ने SnOx उपकरणों में पेरोव्स्काइट परत में भारी Ag प्रवेश और गंभीर I⁻ प्रसार दिखाया, जबकि SnOx/AZO उपकरणों में कोई स्पष्ट आयन प्रसार नहीं दिखा।

85% RH पर 7 दिनों के बाद, SnOx-आच्छादित फिल्म ने पीला δ चरण विकसित किया, लेकिन SnOx/AZO काला रहा। PLQY मापों ने SnOx/AZO के लिए कम गैर-विकिरणीय पुनर्संयोजन हानि और उम्र बढ़ने के बाद उच्च PLQY प्रतिधारण दिखाया। KPFM ने वृद्ध SnOx नमूने के लिए सतह दोष घनत्व में बड़ी वृद्धि दिखाई, जबकि SnOx/AZO में मुश्किल से बदलाव आया।

उत्पाद अनुप्रयोग

एकल-जंक्शन सेल प्रदर्शन और स्थिरता

संरचना ITO / NiOx / Me-4PACz / पेरोव्स्काइट / C60 / ALD परत / Ag वाले एकल-जंक्शन उपकरणों में, SnOx/AZO चैंपियन ने 23.47% दक्षता, VOC 1.27 V, FF 83.92%, JSC 22.07 mA/cm² प्राप्त किया, जिसमें हिस्टैरिसीस स्पष्ट रूप से कम हुआ। EQE-एकीकृत धारा घनत्व 21.62 mA/cm² था, जो SnOx उपकरण के 20.92 mA/cm² से अधिक था। स्थिरीकृत बिजली उत्पादन 23.12% था। उरबैक ऊर्जा 13.11 meV आई, जो SnOx उपकरण के 16.38 meV से कम थी।

स्थिरता पर, 85°C पर 1100 घंटे के डार्क एजिंग के बाद SnOx/AZO ने अपनी प्रारंभिक दक्षता का 90% से अधिक बनाए रखा, जबकि SnOx 600 घंटे में 85% तक गिर गया। 85°C पर प्रकाश के साथ, SnOx/AZO ने 300 घंटे के बाद 80% से ऊपर रखा, जबकि SnOx 200 घंटे के बाद 60% से नीचे गिर गया। MPPT परीक्षण में, SnOx/AZO ने 2000 घंटे के बाद 96% बनाए रखा, जबकि SnOx 700 घंटे के बाद 80% तक गिर गया।

टेंडम सेल प्रदर्शन और स्थिरता

ALD बाइलेयर को पेरोव्स्काइट/TOPCon सिलिकॉन टेंडम डिवाइस में एकीकृत किया गया। HAADF-STEM ने लगभग 10 nm SnOx और लगभग 60 nm AZO के साथ एक सतत, घनी बाइलेयर दिखाई, कोई पिनहोल या डिलेमिनेशन नहीं। HR-TEM ने पुष्टि की कि SnOx अनाकार है, और EDS ने AZO में समान Zn वितरण दिखाया।

चैंपियन टेंडम डिवाइस ने 33.25% दक्षता, VOC 1.98 V, JSC 20.83 mA/cm², FF 80.71% प्राप्त किया, लगभग कोई हिस्टैरिसीस नहीं। EQE ने शीर्ष और निचली कोशिकाओं के फोटोकरंट क्रमशः 20.43 और 20.40 mA/cm² दिखाए, एक अच्छा मिलान। स्थिर बिजली उत्पादन 32.38% था।

85°C पर 1000 घंटे के थर्मल एजिंग के बाद SnOx/AZO ने 90% से अधिक दक्षता बनाए रखी, जबकि SnOx 400 घंटे के भीतर 90% से नीचे गिर गया। डैम्प-हीट परीक्षण (डबल 85) में, SnOx/AZO 400 घंटे के बाद 92% से ऊपर रहा, जबकि SnOx 200 घंटे के भीतर 80% से नीचे गिर गया। 1000 घंटे के निरंतर प्रकाश के बाद, SnOx/AZO ने 96% से ऊपर बनाए रखा, जबकि SnOx 300 घंटे के भीतर 80% से नीचे गिर गया।

तंत्र सारांश

SnOx/AZO बाइलेयर का लाभ दो चीजों पर निर्भर करता है। प्रवाहकीय AZO कैप इलेक्ट्रॉन निष्कर्षण को गति देता है और इंटरफ़ेस चार्ज निर्माण को कम करता है, जो प्रतिक्रिया-संचालित इंटरफ़ेस गिरावट को दबाता है। साथ ही, घनी बाइलेयर एक प्रभावी आयन और नमी अवरोध के रूप में कार्य करती है, आयोडाइड-प्रेरित सिल्वर जंग और पेरोव्स्काइट में Ag⁺ प्रवासन को रोकती है। तेज़ इलेक्ट्रॉन निष्कर्षण और भौतिक आयन अवरोधन मिलकर एक "कार्यात्मक पृथक्करण" तंत्र देते हैं, जिससे दोनों प्रभाव मिलकर डिवाइस स्थायित्व को मजबूत करते हैं।

यह अध्ययन पेरोव्स्काइट/सिलिकॉन टेंडम कोशिकाओं में इंटरफ़ेस-प्रतिक्रिया-संचालित गिरावट को दबाने के लिए एक ऑल-ALD SnOx/AZO बाइलेयर का उपयोग करता है। बाइलेयर SnOx के अच्छे बैंड संरेखण को AZO की उच्च चालकता और घनी अवरोध कार्यक्षमता के साथ जोड़ता है, चार्ज संचय को कम करता है और आयन प्रसार और नमी प्रवेश को रोकता है। एकल-जंक्शन डिवाइसों ने 23.47% दक्षता प्राप्त की, टेंडम डिवाइसों ने 33.25%, और दोनों ने 1000 घंटे के MPPT के बाद प्रारंभिक दक्षता का 96% से अधिक बनाए रखा। यह दर्शाता है कि उच्च-दक्षता, स्थिर पेरोव्स्काइट/सिलिकॉन टेंडम PV के निर्माण में इंटरफ़ेस इंजीनियरिंग कितनी केंद्रीय है, और कुशल और टिकाऊ दोनों कोशिकाओं की ओर एक वास्तविक मार्ग की ओर इशारा करता है।

पेरोव्स्काइट कम्पोजिट MPPT टेस्टर, जो A+AA+ LED सोलर सिम्युलेटर को एजिंग लाइट स्रोत के रूप में उपयोग करता है, पेरोव्स्काइट सोलर सेल अनुसंधान को मजबूत समर्थन प्रदान करता है। चूंकि पेरोव्स्काइट सेल प्रकाश और तापमान के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं, उनका अधिकतम पावर पॉइंट लगातार बदलता रहता है। MPPT नियंत्रक वास्तविक समय में उस बिंदु को ट्रैक और लॉक करता है, जिससे सिस्टम हमेशा अपनी सर्वोत्तम शक्ति पर आउटपुट देता है। इससे ऊर्जा उपज अधिकतम होती है और पूरे PV सिस्टम की स्थिरता और अर्थशास्त्र में सुधार होता है।

संदर्भ: पेरोव्स्काइट/सिलिकॉन टेंडम सोलर सेल्स में इंटरफेशियल रिएक्शन को दबाना एक ऑल-ALD SnOx/AZO बाइलेयर के माध्यम से

Ooitech का दृष्टिकोण

यहां जो खास है वह है "कार्यात्मक डिकपलिंग" का विचार, जो एक पतली परत को बैंड अलाइनमेंट और दूसरी को ब्लॉकिंग का काम करने देता है, बजाय एक ही SnOx फिल्म को दोनों काम करने के लिए मजबूर करने के, जिससे एक में कमी आती है। उत्पादन पक्ष पर, पूर्ण आकार के मॉड्यूल में ALD स्टैक की एकरूपता वही है जहां लाइन नियंत्रण और मेट्रोलॉजी मायने रखती है, और यह उस प्रक्रिया विवरण का प्रकार है जिस पर हम मॉड्यूल लाइन बनाते समय ध्यान देते हैं। यदि आप देखना चाहते हैं कि पेरोव्स्काइट और टेंडम मॉड्यूल निर्माण वास्तव में फैक्ट्री फ्लोर पर कैसे एक साथ आता है, तो Ooitech YouTube चैनल (www.youtube.com/ooitech) फॉलो करने लायक है।