處理太陽能電池材料揭示了意外微觀結構的形成

太陽能電池技術的最新進展使用多晶鈣鈦礦膜作為有源層，效率提高多達24.2%?；旌嫌袡C - 無機鈣鈦礦特別成功，并且它們已經(jīng)用于光電器件，包括太陽能電池，光電探測器，發(fā)光二極管和激光器。

但是，混合鈣鈦礦的表面容易出現(xiàn)表面缺陷或表面陷阱，其中電荷載體被捕獲在半導體材料中。為了解決這個問題并減少陷阱的數(shù)量，必須鈍化晶體表面。

在使用前，鈣鈦礦可以用化學溶液，蒸汽和大氣氣體處理，以去除使材料效率降低的缺陷。芐胺是用于此目的的一種特別成功的分子。通過這些處理工作的物理和化學機制的詳細了解的關鍵是增加收集載流子的太陽能電池。

在他們本周的應用物理評論文章中，作者描述了他們用芐胺處理混合有機 - 無機鈣鈦礦晶體的工作，以研究晶體表面鈍化的機理，并減少陷阱狀態(tài)。

“這種分子已被用于太陽能電池的多晶場，人們已經(jīng)證明太陽能電池得到了改進，”作者Maria A. Loi說。“我們希望在一個清潔的系統(tǒng)中研究為什么太陽能電池正在改進并理解為什么添加這種分子可以使設備更好。”

實驗表明，芐胺進入晶體表面，在三維晶體表面形成新的二維材料-2-D 鈣鈦礦。在形成2-D版本并且隨后從表面脫離的情況下，發(fā)生梯形蝕刻圖案。

“主要目的是鈍化表面以減少缺陷狀態(tài)，”Loi說。“令我們驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)表面被修改了，這不是一種預期的機制。人們報告說這種分子可以提高設備的質量，但沒有人報告說，實際上，它創(chuàng)造了一個二維層，也可以重組材料。“

作者還發(fā)現(xiàn)，芐胺和大氣氣體的組合對鈍化最有效。這可能意味著，Loi說，存在多種類型的陷阱狀態(tài)。對多種類型的陷阱狀態(tài)的進一步研究可以精確調整為有效的光電器件制備晶體所涉及的機制。