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半透明鈣鈦礦太陽能電池的研究進展

2024-05-16 00:00:00蘆鵬飛王頌雅陳長城

摘要:半透明太陽能電池因其在發電窗戶、建筑集成光伏、農業溫室等領域的巨大潛力而受到越來越多的關注. 鈣鈦礦因其優異的光電性能和通用的制造方法成為了半透明太陽能電池光吸收材料的理想候選.半透明太陽能電池具有高透明度、顏色可調性等優異性能. 因此,為了保證光電轉換效率的同時實現良好的透光性,科學界需要繼續解決器件結構設計、吸光層和透明電極材料等問題. 分析半透明鈣鈦礦太陽能電池在電極設計、有源層調控以及器件結構的最新研究進展,并探討半透明鈣鈦礦太陽能電池當前所面臨的問題和未來發展方向.

關鍵詞:半透明鈣鈦礦;光學性質;太陽能電池;透明電極;器件結構

中圖分類號:P578. 4 + 91;TM914. 4 文獻標志碼:A 文章編號:10018395(2024)03-0294-18

doi:10. 3969 / j. issn. 1001-8395. 2024. 03. 002

隨著人口的增長和全球工業化進程,可持續能 源的發展面臨著嚴峻的挑戰,太陽能作為一種清潔 和可持續能源,正在逐漸成為電力生產及石化燃料 的替代品. 中國 2020 年年末全國發電裝機容量 22 億 kW,比上年末增長 9. 5% . 其中,火電裝機容 量 12 億 kW,增長 4. 7% ;并網太陽能發電裝機容量 2 億 kW,增長 24. 1% [1] . 從以上數據得出,目前光 伏發電是中國能源轉型的主要方向之一,光伏技術 正在成為一種有前途的可再生能源技術并用于發 電和提供可持續能源. 目前,商用太陽能電池中晶 體硅具有高穩定性和高功率轉換效率,在市場中占 據主導地位,但低吸收系數、高成本和不透明等因 素限制了其未來的應用. 近幾年,鈣鈦礦太陽能電 池因具備優良的光電性能、簡單的制備工藝及低成 本等特點,受到了研究人員的廣泛關注,被認為是 普通硅基太陽能電池的替代技術.

2009 年,文獻[2]使用基于染料敏化太陽能電 池的器件結構,首次制備出基于液態電解質的鈣鈦 礦光伏器件,其光電轉換效率為 3. 8% . 2012 年,文 獻[3]通過使用固態 Spiro-OMeTAD 空穴傳輸材料 替代液態電解質,制備獲得了光電轉換效率接近 10% 的固態鈣鈦礦太陽能電池. 因為具有帶隙可 調、制備工藝便捷、制備成本較低、光電轉換效率高 等特點,鈣鈦礦太陽能電池受到人們廣泛的關注,到 目前單結鈣鈦礦太陽能電池的最高光電轉換效率已 達26. 1% [4] .在進一步研究的過程中,人們發現鈣鈦 礦太陽能電池具有吸收光譜靈活可調、器件可實現 半透明化以及能夠沉積于柔性可彎折薄膜基底等特 點,這是目前基于晶硅材料的光伏電池難以實現的, 因此半透明鈣鈦礦太陽能電池應運而生[5] .

半透明鈣鈦礦太陽能電池是具有獨特光學特 性的器件,可用于各種場景:集采光和光電轉換于 一體,能夠附著在建筑物表面且不遮蔽原有材料外 觀,還能源源不斷地為建筑物輸送電力,是一種理 想的建筑光伏一體化應用器件;還可以用于疊層太 陽能電池,通過與窄帶隙電池結合將電池效率提高 到單結太陽能電池的理論極限效率 [6] . 近年來,隨 著潛在用途的增加,半透明太陽能電池的發展受到 了廣泛的關注. 半透明太陽能電池不僅可以通過設 計呈現特定的色彩,而不是大多數傳統太陽能電池 的藍色或黑色外觀 [7-8] ,還可以吸收紫外線和紅外 輻射,即使當設備溫度升高時,電池在整個太陽的 高峰時段保持恒定的輸出 [9-10] . 在可穿戴電子產 品、建筑光伏一體化、自供電電子顯示器、汽車、農 用光伏、浮動光伏、便攜式電子設備等應用領域,利 用半透明太陽能電池開發的色彩豐富的光伏設備對消費者非常有吸引力.

為了提高半透明鈣鈦礦太陽能電池中鈣鈦礦 薄膜的透明度,很多研究團隊的思路是通過對鈣鈦 礦薄膜進行形貌控制,以滿足半透明器件對透光性 的要求. Yoon 團隊 [11]早期通過將鈣鈦礦層形成 “島”狀的微結構,以實現在一定光電轉換效率基礎 上,盡可能多地將可見光透過的目的,并實現透光 率在 0 ~ 80% 之間的連續可調,在 30% 光透過率的 條件下獲得了 8% 的光電轉化效率. 但由于“島狀” 結構鈣鈦礦薄膜的不連續性,使得該結構下器件的 整體效率提升受限,限制了其在半透明鈣鈦礦太陽 能電池中的應用. 因此,文獻[12-13]通過對不同的 前驅體溶液濃度進行改變來嘗試調整鈣鈦礦薄膜 的厚度,且仍舊保持著薄膜的連續性,以期達到鈣 鈦礦太陽能電池半透明化的目的. 他們的工作讓鈣 鈦礦層膜的厚度在54 ~ 289 nm之間改變,可見光透 過率在 7% ~ 31% 之間可調,相應的光電轉換效率 也實現了從 5. 5% 至 13. 6% 的變化. 但上述方法在 膜厚的精準控制以及透光率的提升方面存在著一 定的局限性. Kwon 和 Moon 團隊 [14]將上述研究成 果的結構控制與厚度控制結合在一起,嘗試通過制 備納米結構的鈣鈦礦層來實現半透明鈣鈦礦太陽 能電池的形貌控制. 文獻[15-16]通過控制陽極氧 化鋁中的孔徑,將該材料作為鈣鈦礦層的支架,可 以精確地改變鈣鈦礦層所占的體積及厚度,器件的 光電轉換效率實現了9. 6% ,整個器件的平均可見 光透過率達到了33. 4% . 特別值得注意的是,陽極 氧化鋁結構對抑制鈣鈦礦層內部離子的擴散有著 顯著作用,也改善了器件在連續光照條件下的穩定 性. 因此,通過對鈣鈦礦薄膜形貌的改變來實現器 件的半透明化是一種更為直觀的方法,該類方法對 器件的光透過性也有明顯的提升作用.

本文較為全面地綜述了半透明鈣鈦礦太陽能 電池領域的最新研究進展,主要包括透明電極材 料、器件結構設計及有源層調控等方面. 首先,詳細 概述了透明電極發展情況,包括材料特性和發展現 狀,簡要分析了透明電極材料在發展中的潛在優勢 和劣勢;然后,分別討論了基于電子傳輸層調控和 界面調控的器件結構設計;隨后,分析了調節鈣鈦 礦層透明度的方法,總結了各類鈣鈦礦層的光電性 能;最后,提出了半透明鈣鈦礦太陽能電池面臨的 挑戰和前景,并對未來的發展提出了一些展望.

1 電極工程

透明電極的光電性能是影響半透明鈣鈦礦太 陽能電池效率的關鍵因素之一. 此外,與透明底電 極不同,由于鈣鈦礦材料對溫度比較敏感,透明頂 電極的沉積需要在低溫條件下完成. 目前應用的透 明電極材料有超薄金屬薄膜、金屬納米線、碳材料 (碳納米管和石墨烯)、透明導電聚合物和透明導電 氧化物等. 理想透明電極應具備以下條件:可見光 和近紅外區域具有優異的光學透過率、低電阻率、 良好的化學穩定性以及與相鄰層的兼容性. 以下對 半透明鈣鈦礦太陽能電池中透明電極的應用和優 化情況進行了梳理.

1. 1 透明導電氧化物 由于透明導電氧化物有著 優異的光學性質和電學性質,所以廣泛應用在半透 明鈣鈦礦太陽能電池的透明電極中. 透明導電氧化 物種類繁多,常用的包括摻銦氧化錫(ITO)、摻氟氧 化錫(FTO)和摻鋁氧化鋅(AZO)等,通常用作半透 明鈣鈦礦太陽能電池和不透明太陽能電池的基底 電極. 由于摻銦氧化錫和摻氟氧化錫的電阻低,在 可見光波長范圍內的透光率非常高,并且擁有合適 的功函數以及化學穩定性,所以多數的高效鈣鈦礦 太陽能電池是以摻銦氧化錫或摻氟氧化錫為襯底 制造的. 對于單透明導電氧化物來說,應用在鈣鈦 礦太陽能電池的頂電極是比較困難的. 首先,其自 身導電率極低,不適合用作電極,且制備過程的限 制條件較多,它需要在真空環境下完成制備;其次, 透明導電氧化物常常需要高于 300 ℃ 高溫完成處 理,此過程會破壞底層的鈣鈦礦層. 為了解決摻銦 氧化錫等沉積過程中鈣鈦礦層的高溫蝕刻所帶來 的問題,人們開發了各種能夠減少光活性層損傷的 頂電極沉積方法,例如低溫原子層沉積或插入緩沖 層等. 降低濺射功率是保護鈣鈦礦層不受損傷的有 效方法 [17] . 與摻銦氧化錫膜相比,摻鈰氧化銦 (ICO)具有更高的載流子遷移率(由于載流子密度 較低,可以有效降低長波自由載流子吸收),近年來 被用作硅異質結太陽能電池的透明電極材料 [18] . 采用磁控濺射法制備的摻鈰氧化銦薄膜作為半透 明鈣鈦礦太陽能電池的雙面透明電極,功率轉換效 率達到了17. 23% [19-20] ,其結構如圖 1(a)所示. 此 外,采用中頻交流磁控濺射氧化鋅鋁陶瓷靶材的方 法制備的摻鋁氧化鋅薄膜是一種性能優良的透明 導電薄膜,擁有低電阻率、無毒性、化學性能穩定、在可見光范圍內透射率較高等優勢. 為了防止高溫 蝕刻對鈣鈦礦的破壞,在電極沉積之前,插入額外 的濺射緩沖層,對于保護下層和實現半透明器件的 高效率是非常有效的. 緩沖層主要是超薄金屬膜或 金屬氧化物納米顆粒,例如 VOx、WOx、TiOx、MoOx 和 NiOx,同時還為電極獲得了更好的空穴傳輸和收 集. Jiang 等[21] 設計了一種高效美觀的用于半透明有 機太陽能電池的表面相位匹配透射增強頂電極 Ag / ITO 結構,其中超薄銀膜用作緩沖層來保護底層,如 圖 1(b)和圖 1(c)所示,基于 PTB7 -Th:IEICO-4F 和 PM6 :Y6 :PC71BM 的優化器件的功率轉換效率分別 為 8. 1% 和 10. 2% ,可見光透過率分別為36. 2% 和 28. 6% . Huang 等 [22]制作了半透明有機太陽能電 池器件結構,其中 ITO/ Cs 2CO3 / P3HT:PCBM為底 部電極,PEDOT:PSS / ITO 為頂部電極,這兩部分的 層壓有機太陽能電池顯示的功率轉換效率為 3% . 值得一提的是,利用層壓工藝也有效避免了頂電極 下界面層的濺射損失. Hou 等 [23]制備了串聯半透 明鈣鈦礦太陽能電池,器件結構為 ITO/ NiOx / PSS / FAPbBr 2. 43 Cl 0. 57 / PC61 BM/ ZnO-NPs/ LS-ITO/ M-PE- DOT:PSS / PTB7 -Th:6TIC4F/ ZnONPs/ ITO,如圖1(d) 所示,其摻銦氧化錫用作底部電極,通過對底部和 頂部電池的性能優化,使該半透明串聯電池的功率 轉換效率達到10. 83% ,平均可見光透過率達到 52. 91% ,光利用率達到 5. 66% ,達到了功率轉換效 率和可見光透過率的平衡.

使用透明導電氧化物時,電導率和透射率是一 種權衡關系. 為了提高電導率,必須增加透明導電 氧化物的厚度,但這種厚度的增加會導致透光率的 降低. 因此,在保持透光率的同時增加電導率具有 挑戰性. 摻雜可以提高摻銦氧化錫的導電性,Zhang 等 [24] 報道了通過調整摻銦氧化錫和氧化鉬的厚度 來實現頂部電極的光能利用率和電導率,實現最大 功率轉換效率為 18. 81% . 此外,將摻銦氧化錫替換 為摻鈰氧化銦后,功率轉換效率提高到20. 37% . Mujahid 等 [25] 將金屬電極與摻銦氧化錫、摻氟氧化 錫和摻鋁氧化鋅等透明電極進行了比較,其中摻氟 氧化錫比金屬電極具有更高的導電性. 將錫或氟摻 入透明導電氧化物中可以增加載流子密度,然而過 高的載流子密度會導致高的自由載流子吸收,繼而 增加透明導電氧化物薄膜中近紅外波長區域的寄 生吸收. 因此,提高遷移率,進而實現導電率最大化 是今后研究的重點.

1. 2 透明導電聚合物電極 對于鈣鈦礦太陽能電池,可以用作透明電極的材料導電聚合物———聚 (3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸鹽(PEDOT: PSS)應用非常廣泛. 導電聚合物具有較高的導電性 和良好的透明度,常常被用作反式太陽能電池的空 穴傳輸層,也是半透明鈣鈦礦太陽能電池透明電極 的不錯選擇. 與聚苯乙烯偶聯后,具有不溶性的磺 酸鹽能以可觀的溶解度溶于水,在溶液處理和高通 量制備中具有很大的潛力. 近年來,人們通過摻雜、 改變前驅體中的有機溶劑或改善工藝條件,開發出 了高導電性的導電聚合物. 采用轉移層壓技術制備 導電聚合物,可以有效地避免導電聚合物水溶液與 鈣鈦礦膜直接接觸,導致鈣鈦礦層的分解. 然而,導 電聚合物的寄生吸收會阻礙光子被有源層吸收,從 而導致太陽能電池中的電流下降. 為了解決此影 響,嘗試了非常多的途徑和方法,例如降低透明電 極中導電聚合物的含量和化學摻雜. 此外,隨著溶 解度的提高,非導電聚苯乙烯與純磺酸鹽相比,降 低了導電聚合物復合材料的電導率 [23] . 為了獲得 更高的電導率,人們做了大量的努力. 例如, Behrouznejad等 [26] 研究了導電聚合物的一系列離 子添加劑,這些離子添加劑使導電聚合物表現出更 受調節的π -π 堆積形態,也可以作為化學摻雜劑提 高其電導率. 相應的導電聚合物薄膜的電導率為 4 100 s·cm - 1 ,斷裂應變為 800% . 為了制造柔性 半透明太陽能電池,需要具有良好機械柔韌性的透 明電極,如超薄金屬、碳、導電聚合物. Zhang 等[27] 在 PET/ n-PEDOT:PSS / ZnO/鈣鈦礦/ spiro-OMeTAD/ n-PEDOT:PSS 結構中使用導電聚合物作為透明底 電極和透明頂電極的無透明導電氧化物半透明鈣 鈦礦太陽能電池,這些裝置表現出優異的機械穩定 性. 在彎曲半徑為 5 mm 彎曲 1 000 次后,功率轉換 效率保持了大于原始值的 90% .

使用導電聚合物作半透明鈣鈦礦太陽能電池的 透明電極,使其功率轉換效率和可見光透過率達到 合適值.不同團隊嘗試不同新的方式,一定程度上增 強了導電聚合物電導率,但與透明導電氧化物相比, 導電聚合物的電導率依然相對落后,這將增加光伏 器件的總串聯電阻. 因此,在未來通過不斷嘗試新途 徑以增加導電聚合物的電導率是一項重要研究.

1. 3 金屬電極 超薄金屬膜具有優良的導電性, 金屬電極的透明度對厚度非常敏感,傳統鈣鈦礦太 陽能電池中的金屬電極是不透明的,要想使金屬電 極變得透明需要將其厚度降低到 0. 1 nm 及以下, 并且金屬作為鈣鈦礦太陽能電池中的電極材料,有 一定的能量損失. 為了減少金屬薄膜引起不必要的 能量損失,人們從不同角度對金屬進行設計或加 工,例如將超薄金屬薄膜夾在高折射率介質層之 間,發現介電層電極可以有效降低能量的損失,顯 著提高電極的可見光透過率和電導率,介電層電極 結構通常為介電-金屬-介電. 近年來,前人對介電- 金屬-介電電極結構的多層薄膜進行了研究,為提 高半透明鈣鈦礦太陽能電池的性能開辟了引人注 目的方法. 利用介電-金屬-介電結構的主要原理是 依靠介電層產生的干涉現象來提高通過薄金屬膜 的透射率. 此外,上層的介電層起到封蓋層的作用, 防止金屬與水分和氧氣發生反應,增加了穩定性. 目前,具有介電-金屬-介電結構的透明電極主要是 通過連續真空氣相沉積制備的. 電介質層常用的材 料有氧化鉬(MoO3 )、氧化鎢(WO3 )[28] 、氧化釩 (V2O5 )[29] . Xiao 等 [30]采用 MoO3 / Ag / MoO3 介 電/金屬/介電多層膜作為頂部透明電極,通過調整 各層厚度和銀薄膜沉積速率,與金屬的薄頂電極相 同,展示了一系列具有 ITO/ SnO2 /鈣鈦礦/ Spiro- OMeTAD/ MoO3 / Ag / WO3 器件結構的半透明太陽 能電池(圖 2 (a)). 采用不同帶隙鈣鈦礦薄膜 CH3NH3PbI 3 (MAPbI 3 )、CH(NH2)2PbI 3(FAPbI 3)和 FA0.5MA0.38Cs 0.12PbI 2.04Br 0.96 作為光活性層,得到了轉 換效率和透過率同時達到最佳的半透明鈣鈦礦太 陽能電池(圖 2 (b))[31] . 如圖 2 (c)所示,Yoon 等 [32] 通過將氧化鉬層與銀層作為電極和硫化鋅作 為高折射率封蓋層結合,選擇性地最大化了電極在 可見光范圍內的透射率和近紅外區域的反射.

據報道,采用 MoO3 -Au-MoO3 頂電極的鈣鈦礦 太陽能電池的功率轉換效率為 13. 6% ,平均可見光 透射率為 7% . Xie 等[33]還以 MoO3 / Au / MoO3 (30 / 7 / 80 nm)作為透明電極,制備了基于半透明太陽能 電池和異質結硅太陽能電池的串聯太陽能電池 (圖 2(d)),總效率為 27. 0% . 此外,Kim 等[34]研究 了基于倒置半透明鈣鈦礦器件和異質結硅器件的串 聯太陽能電池的光伏特性(圖 2(e)),采用原子層沉 積技術和真空熱蒸發技術成功制備了 ZnO-Ag-ZnO (ZAgZ)結構的透明電極. 與超薄銀電極相比,ZAgZ 電極使半透明太陽能電池的透明度和轉換效率提 高了 55% . 研究不同金屬層厚度的 ZAgZ 電極,得 到紫外可見透射光譜(ZnO 厚度為 5 nm)如圖 3(a) 所示.兩側氧化鋅層厚度從 0 增加到 25 nm 時,ZAgZ電極的紫外可見透射光譜如圖 3(b)所示. 不同金 屬銀厚度的 ZAgZ 電極的片電阻和電子遷移率如圖 3(c)所示. 圖 3(d)顯示了隨著氧化鋅厚度的增加, ZAgZ 電極的片電阻減小,遷移率明顯增加 [35] .

雖然常用的透明金屬電極主要集中在金和銀 薄膜上,因為它們在薄膜狀態下具有優異的導電性 和透明度,但銅和鋁等其他金屬材料具有價格低 廉、光學性質不同、熔點低和樣品制備方法不同等特點,也可以進一步探索. 除此之外,鎳是一種地球 上富含的非貴金屬元素,也可以替代昂貴的金作為 鈣鈦礦太陽能電池的頂電極,為制備高效鈣鈦礦太 陽能電池開辟了一條“低成本”的道路. 綜上所述, 介電-金屬-介電電極表現出優異的光電性能和表面 鈍化能力,使得太陽能電池電極的可見光透過率處 于合適值,為實現高效半透明鈣鈦礦光伏電池的制 備提供了一種有效的方法.

1. 4 金屬納米線 由于金屬納米線(M-NWs(M = Au,Ag,Cu))的機械特性、光電性能和可溶液制備 生產分別具有高韌性、高透明度、高導電性和易于 大面積制作等優點,所以被視為是最有潛力替代半 透明太陽能電池透明電極的傳統電極材料之一. 其 中,銀納米線(Ag-NWs)是應用最廣泛的透明電極 材料,也是應用最簡單的材料,因此得到了廣泛的 研究.xxGuo 等 [36] 采用溶液處理工藝制備了以銀納米 線作為透明電極的半透明太陽能電池. 如圖4(a)所 示,為了保證苯基-C60 -丁酸異甲酯(PC60 BM)與銀 納米線之間良好的歐姆接觸,提高它的導電性,并 保護襯底不受其溶液沉積造成的損傷,在銀納米線 下使用了一層薄薄的氧化鋅納米顆粒. 結果表明, 所得半透明太陽能電池的可見光透過率為 28. 4% , 轉換效率達到8. 5% . Xie 等 [37]報道了用銀納米線 噴墨打印制備半透明太陽能電池的方法,針對印刷 過程中丁酸異甲酯與銀電極的功函數不匹配以及 鈣鈦礦層的溶劑腐蝕問題,引入了一層聚乙烯亞胺 (PEI)作為功函數修飾層和鈣鈦礦保護層,半透明 太陽能電池的透過率為 21% ,轉換效率為 14% . 在 IPA-Ag-NWs 油墨中加入少量去離子水,可以顯著 提高噴涂銀納米線電極的電導率. 分析表明,去離 子水可以將表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)從 銀納米線表面洗凈,促進銀納米線束的形成(圖 4(b)). Sun 等 [38] 將近紅外聚合物(PBDTT-DPP)與 透明頂部電極銀納米線結合,制備出了一種溶液處 理的透明有機太陽能電池,轉換效率為 4% ,550 nm 時透明度為 66% . Zhang 等 [39]使用高導電性的氧 化鋅納米顆粒作為填充銀納米線網格的材料,復合 電極可以保證氧化鋅納米粒子(ZnO-NP)中的短距 離載流子遷移和銀納米線網絡中的遠距離載流子 遷移,有助于提高半透明有機太陽能電池的光伏性 能,結果表明,ITO/ MoOx / PBDTT:PCBM/ Ag-NW- ZnO 器件結構的有機太陽能電池在玻璃側和銀納 米線側照射時,轉換效率分別為 5. 03% 和 4. 30% , 這表明銀納米線和氧化鋅納米粒子復合電極的電 阻損失很小,并且在尺度上都具有高效的電荷傳輸 和收集. 為了進一步提高它的導電性和透光率, Moghadamzadeh 等 [40]將 2 種不同縱橫比的銀納米 線混合在一起,結果表明,Ag-NW-LR 和 Ag-NW-HR 的混合提高了電極的導電性和透光率,其中高縱橫 比的銀納米線有利于提高電極的導電性,而低縱橫 比的有利于提高電極的透光率.

其他主要類型的納米線包括銅納米線(Cu- NWs)[41] 、銅鎳納米線 [42]和銅-石墨烯核殼納米 線 [43] 等. 銅基納米線的原材料成本較低,具有巨大 的潛力,但與銀納米線相比,它們的合成技術和可重復性較差,也更容易被氧化 [41] . 地殼中銅的含量 被認為比銀的含量高 700 倍,并且比銀便宜大約 100 倍 [43] . 因此,廉價和豐富的金屬,如銅(與銀相 比)應該在未來發揮關鍵作用. 納米線的維度在相 關網絡的屬性中也起著關鍵作用,它的平均直徑被 證明會影響光學透明度和霧度 [44-46] . 增加其網絡密 度導致電極的模糊度呈線性增加,網絡越密集,光 透明度越低,電阻也越低 [47] .

雖然金屬納米線具有良好的導電性,但納米線 之間的高結電阻限制了它們的整體導電性,所以用 溶液法制備金屬納米線電極仍然是一個非常具有 挑戰性的問題. 納米線電極的性能由不同物理因素 (直徑、長度、面積密度和結連接)所決定,這些因素 會直接或間接地影響電極的不同性能,如透射率、 薄層電阻和光學霧度等. 應用在實際生活中時,需 要考慮尺寸效應,這也是實現納米線最佳光電性能 的關鍵.

1. 5 碳納米材料 碳納米管(CNT)的透明頂電極 具有高導電性、柔韌性和化學力學穩定性,是一種 很有前途的太陽能電池透明電極制備材料 [48] . 對 于碳納米管而言,單壁碳納米管(SW-CNTs)的生 長、解離和純化是實現高導電性的關鍵. 為了進一 步提高碳納米管的光電性能和器件的光伏性能, Niu 等 [49] 比較了制備單壁碳納米管電極過程中的 摻雜方法:通過“橋接轉移”的氧化鉬熱摻雜和通過 “三明治轉移”的硝酸摻雜. 2 種方法都提高了有機 太陽能電池的功率轉換效率,遠高于未摻雜單壁碳 納米管的器件(1. 8% ). Lagrange 等 [50]討論了單壁 碳納米管的生長方法及其在薄膜光伏電池中作為 電極的應用. 傳統的單壁碳納米管生長方法,包括 氣相生長和負載生長,其中隨機取向單壁碳納米管 的氣相生長是最有前途的電極應用方法. 近年來, 手性選擇性生長和高效克隆方法有利于控制單壁 碳納米管的結構,成為其合成的新趨勢. 這些方法 能夠制造具有優異光伏性能的單壁碳納米管,例如 導電性和透光性,這對于有機太陽能電池和鈣鈦礦 太陽能電池中的頂部透明電極至關重要. Mujahid 等 [51] 開發了獨立的多壁碳納米管片作為透明的頂 部電極,該設備記錄的功率轉換效率為 1. 5% ,填充 因子為 0. 58.雙壁碳納米管也可用于透明電極,實現 了高達 17. 2% 的轉換效率,它比最近提出的單碳納 米管電極具有更高的透明度和更好的導電性[52] . Jeon 等[53]開發了 ITO/ n-C60 / C60 / ZnPc:C60 / p-BF- DPB/ f-CNT 器件結構的半透明有機太陽能電池,其 中 ZnPc:C60 為小分子的活性層. f-CNT 頂部電極通過 簡單且無損傷的室溫正交液體溶液輔助自層壓工藝 沉積在器件上,在最佳條件下,該有機太陽能電池在 摻銦氧化錫和碳納米管側面照射下的功率轉換效率 分別為 1. 5% 和 1. 0% ,并且基于碳納米管的器件比 基于銀的控制器件具有更好的穩定性. 與已報道的 幾種熱門透明電極相比,碳納米材料造價低廉且具 有出色的穩定性和疏水性,但其導電性和光學透過 率需要進一步改善.

1. 6 石墨烯材料 最薄的二維碳材料———石墨 烯,因其顯著的物理和化學特性而備受關注. 在光 伏領域,石墨烯因其高透明度和高導電性以及優異 的化學穩定性和機械柔韌性,被廣泛用于透明電極 的開發. 石墨烯基透明電極已成功應用于鈣鈦礦太 陽能電池. Lucera 等 [54]報道了一種倒置型有機太 陽能電池,使用層壓石墨烯作為頂電極并使用化學 氣相沉積工藝在銅箔上生長石墨烯薄膜. 在不破壞 底層有機光活性層的情況下,ITO(150 nm)/ ZnO (10 nm )/ P3HT:PCBM (250 nm )/氧化石墨烯 (2 nm)/石墨烯(8 nm)器件結構的有機電池的轉 換效率為 2. 5% ,是不透明銀金屬電極標準器件的 76% . Kong 等 [55] 在柔性襯底上制造的有機太陽能 電池上,為了解決將石墨烯作為頂電極轉移到活性 層上的問題,開發了一種室溫干轉移技術,其中乙 烯-乙酸酯作為促進黏附的中間層. 具有石墨烯負 極的柔性有機電池在可見區實現了 2. 8% ~ 3. 8% 的轉換效率和 54% ~ 61% 的透過率,證明了石墨烯 在太陽能電池中的多功能性. Jeon 團隊 [56]制備了 以石墨烯為陰極和陽極的有機電池,其優點是可以 從兩側吸收光,具有玻璃/石墨/ PEDOT:PSS / ZnO/ PTB7 :PC71BM/ PEDOT:PSS /石墨烯結構的有機太 陽能電池的最大轉換效率為 3. 4% ,可見光透過率 為 40% ,顏色為中性,適合應用于建筑集成光伏和 發電窗口.

表 1 總結了使用不同電極對功率轉換效率和 可見光透過率的影響及其文獻,許多研究人員使用 相同的電極材料,但制作方法不同,從而產生了不 同的轉換效率. 需要考慮電極的轉換效率,以確定 彩色和半透明太陽能電池中最佳電極的材料. 透過 率也是半透明鈣鈦礦太陽能電池的重要參數.

2 器件工程

2. 1 電子傳輸層調控 電子傳輸層是鈣鈦礦太陽 能電池的關鍵部分,對于器件整體性能影響極大. 電子傳輸層從鈣鈦礦光吸收層中提取電子并將電 子傳輸到接觸電極,以促進鈣鈦礦與基底的覆蓋和 接觸,需要作為一個能量屏障阻擋空穴傳輸. 有機 材料的制造成本較低,但無機材料通常具有較高的 熱穩定性和長期穩定性. 有機材料通常應用于倒置 光伏器件中,如富勒烯或富勒烯衍生物,其最常見 的是[6,6]-苯基-C60 -丁酸甲酯和富勒烯-C60 . 目前 研究使用常見為二氧化鈦、氧化鋅及二氧化錫.

基于非周期多納米層的鈣鈦礦太陽能電池具 有珍珠般顏色,但功率轉化效率卻有所下降. He 團 隊 [68] 利用顏色控制的非周期多納米層,開發的非 周期性 SiO2 / TiO2NBRF 同時實現了美觀的顏色 值、最小的功率轉換效率損失和增強的光穩定性. Wang 等 [69]開發了一種高效的雙面彩色半透明鈣 鈦礦太陽能電池,如圖 5(a)所示,使用硫氰酸銅作 為空穴傳輸層材料,通過調整氧化銦錫或硫氰酸銅 厚度,可以在整個可見光譜上調諧而不會影響其最 終效率. 因為硫氰酸銅作為空穴傳輸層材料的半透 明鈣鈦礦太陽能電池具有廣泛的色彩可調性和優 異的雙面光伏性能,使其成為 BIPV 應用的有希望 的候選者. Yoo 團隊 [70]提出了 FTO/ Cl-TiO2 / Mp- TiO2 /混合鈣鈦礦/ spiro-OMeTAD/ Au / ITO 構型的 雙輻照器件結構,如圖 5(b)所示. 雙輻照系統形成 了準 p-n 結導致器件性能的增強、界面電荷的快速 提取和傳輸,如圖 5(c)所示 [71] . 這種從兩側吸收 光的裝置為功率轉換效率提高到高于傳統同類產 品開辟了一條新途徑.

不同電子傳輸層調控下器件結構的光學參數 如表 2 所示,對于利用顏色控制的非周期多納米 層,其器件的功率轉換效率為 20. 1% ,開路電壓為 1. 15 V,短路電流密度為 23. 0 mA·cm -2 ,填充因子 為 0. 76,而雙層介孔半透明鈣鈦礦太陽能電池(玻 璃/摻氟氧化錫(FTO)/致密-TiO2 /介孔 TiO2 /鈣鈦 礦/ CuSCN/ ITO)器件結構,由于其采用直流濺射技 術將半透明 ITO 電極直接沉積在硫氰酸銅表面,而 不需要任何緩沖層,所以從 FTO 電極側面照射半透 明鈣鈦礦太陽能電池,其前功率轉換效率為 14. 2% ,開路電壓為 0. 978 V,短路電流密度為 20. 2 mA·cm - 2 ,填充因子為 0. 72. 對于 FTO/ Cl- TiO2 / Mp-TiO2 /混合鈣鈦礦/ spiro-OMeTAD/ Au / ITO 構型的雙輻照器件結構,根據其光伏曲線結果,可 以觀察到帶有半透明 ITO 電極的器件的性能取決 于金電極的厚度. 當金電極的厚度增加時,大部分 光伏參數都得到增強. 因此,雙輻照不能增加鈣鈦 礦層中入射光子的總量,這意味著光電流的增加不 是來自光分布,而是來自另一個途徑.

2. 2 界面調控 界面調控是一種通過調控界面處 載流子動力學行為來提升電池整體性能的有效方 法. 界面調控的研究內容包括但不限于鈍化界面缺 陷、增強界面物理接觸、提高界面電導率和優化界面能級匹配. Omer 等[72] 報道了使用低溫富勒烯衍生 物輔助生長方法提高了整個可見波長范圍的透明度 的技術,該技術可在晶界處形成鈣鈦礦富勒烯衍生 物雜化材料,并指出了提高效率的方法,讓更多的太 陽能電池用于構建集成光伏領域,最常見的半透明 鈣鈦礦太陽能電池采用濺射透明導電氧化物 (TCO)作為電極,如圖 6(a)所示,由于透明電極的 不利沉積過程,其功率轉換效率落后于不透明器 件. 在大多數情況下,為了減少濺射損傷,在濺射前 沉積金屬氧化物緩沖層以保護有機載流子傳輸層. 從理論上講,與單個緩沖區相比,多層緩沖區在性能 改進方面更有幫助. Srivishnu 團隊[73] 研究并設計了 一種由 ZnO/ BCP/ Ag 多層緩沖液來增強半透明鈣鈦 礦太陽能電池的功率轉換效率的方法,如圖 6(b)所 示,制備了功率轉換效率依次遞增的半透明鈣鈦礦 太陽能電池,證明了 ZnO/ BCP/ Ag 多層緩沖層的優 越性.研究表明,小分子添加劑可以改善半透明鈣鈦 礦太陽能電池的性能. Alkhudhari 團隊[74]使用相對較大的聚(n-異丙基丙烯酰胺)微凝膠顆粒作為聚合 物膠體海綿樣添加劑,這些微凝膠顆粒在沉積時具 有形成高度有序的二維非密實排列的顆粒陣列的固 有傾向. 由于微凝膠顆粒與 Pb 2 + 離子結合,使鈣鈦 礦膜鈍化. 與均勻無微凝膠顆粒薄膜相比,具有微 凝膠顆粒薄膜的平均可見透射率增大,由此微凝膠 顆粒可以考慮作為納米尺度的光學窗口. Kim 團 隊 [75] 研究利用高折射率材料(BCP 和 MoO3 )在一 定條件下涂覆在低折射率(Ag)材料兩側時的高透明 度和低反射特性,利用 BCP/ Ag / MoO3 多層膜作為現 有平面型鈣鈦礦太陽能電池的透明電極,如圖 6(c) 所示,顯示了該團隊開發的半透明鈣鈦礦太陽能電 池的結構和能量圖. 在高光度因子的波長范圍內, 通過改變粒子尺寸和半導體層厚度,可以很容易地 調制仿真控制程序的波長,將仿真控制程序的波長 調整到光度因子較低的區域從而提高透明度 [75] .

設計硅/鈣鈦礦串聯太陽能電池有 2 種方法, 即雙端(2-T)串聯和四端(4-T)串聯. 后一種方法進 一步分為機械堆疊和光耦合. 雙端排列的 2 個電池 通過復合層或結串聯制成. 由于只采用了一個透明 電極,因此這種設計將寄生吸收降到最低. 另一方 面,2 個電池的電流匹配要求使得制造過程更加復 雜. 四端機械堆疊的硅/鈣鈦礦串聯太陽能電池中 的 2 個電池是獨立制造和連接的,如圖 7(a)所示; 同樣,在四端光耦合中,2 個電池吸收通過分光器分 離,如圖 7(b)所示 [76] . 這些設計的優點是:它們是 獨立的,如果一個電池失效,另一個電池將繼續工 作. 此外,這種電池的單獨制造允許用戶在不損害 整個設備的情況下進行研究或分析. 然而,在四端 光耦合設計中使用的光學元件的成本的增加限制 了其商業化應用. Raza 團隊 [77]利用一維太陽能電 池電容模擬設計并優化了四端機械堆疊和光耦合 的硅/鈣鈦礦串聯太陽能電池. 一方面,采用低成 本、穩定、易加工的無機材料半透明碳電極鈣鈦礦 和硅光伏電池分別作為頂部和底部電池. 另一方 面,采 用 寬 禁 帶 (1. 6 eV )多 陽 離 子 鈣 鈦 礦 Cs x(FA0. 4MA0. 6 )1 - xPbI 2. 8Br 0. 2 和低禁帶(1. 12 eV) 硅分別作為頂板和底板的光吸收劑. 頂部電池吸收 劑的厚度和摻雜濃度針對每種配置進行了優化以 提高性能. Liu 團隊 [78] 研究的利用半透明無機鈣鈦 礦太陽能電池和有機太陽能電池制備了四端無機 鈣鈦礦/有機串聯太陽能電池,其效率高于已報道 的雙端和四端無機鈣鈦礦/有機串聯太陽能電池. 對于串聯太陽能電池,前電池應該有良好的透光率, 以確保有足夠的光到達后面的電池. 使用濺射銦氧 化錫(ITO)作為電極代替不透明的銀電極制作半透明鈣鈦礦太陽能電池,產生 2 種連接方式(第 1 種 Glass/ ITO / SnO2 / ZnO / CsPbI 2 Br / HTL / MoO3 / ITO 和 Ag / PDIN/ D18-Cl-B:N3PC61 BM/ PEDOT:PSS / Glass/ ITO,如圖 7(b)所示;第 2 種 Glass/ ITO/ SnO2 / ZnO/ CsPbI 2Br/ HTL / MoO3 / ITO 和 Ag / PDIN/ D18- Cl-B:N3PC61 BM/ PEDOT:PSS / Glass/ ITO),采用厚 度為 250 nm 的銦氧化錫,獲得了良好的透光率和 足夠的導電性 [78] .

對于以 ZnO/ BCP / Ag 多層緩沖材料為調控對 象的鈣鈦礦材料,緩沖層的優化主要通過改善填充 因子來提高半透明鈣鈦礦太陽能電池的功率轉換 效率,這是通過減少非輻射復合和加速載流子提取 來實現的. 此外,半透明鈣鈦礦太陽能電池及其部 分功能層具有較高的透光率,有利于硅底電池的光 收集和提高串聯電池的功率轉換效率. 綜上,獲得 了功率轉換效率為 17. 95% 的半透明鈣鈦礦太陽能 電池和功率轉換效率為 26. 18% 的四端鈣鈦礦硅串 聯太陽能電池. 對于四端機械連接和光學連接硅/ 鈣鈦礦串聯太陽能電池的器件,不同界面調控下器 件結構的光學參數如表 3 所示,在 2 種配置中可以 看到類似的趨勢,而開路電壓和填充因子值幾乎相 同,此外,短路電流密度和功率轉換效率值略有下 降,這是因為四端機械設計中的頂部電池吸收了整 個光譜. 相比之下,四端光學設計中的電池只吸收 部分入射光,導致光電流密度和效率較低.

3 有源層工程

鈣鈦礦太陽能電池的鈣鈦礦層具有優異的吸 光特性,光吸收層的表現不僅影響整個器件的 PCE,同時也對提高器件的平均可見光透過率起著 重要的作用. 鈣鈦礦層作為核心,其調控和發育尤 為重要. 調節鈣鈦礦層透明度的方法有多種,包括 調節有源層的厚度、制備不連續的鈣鈦礦薄膜和調 節鈣鈦礦材料的帶隙等.

實現鈣鈦礦層的薄層化是獲得透明度最常見 的方法,即使是很薄的吸收層,由于鈣鈦礦具有較 高吸收系數,也可以保證有效的光收集,這為實際 應用提供了必要的高透明度 [79] . 不同光吸收劑的 最大效率隨吸收劑厚度的變化而變化,為了實現高 功率轉換效率,鈣鈦礦中的光學吸收使用超薄吸收 層,約 500 nm [80-81] . 吸收劑厚度對電池性能至關重 要,因為它能直接控制光子吸收,所以必須優化吸 收層厚度以平衡光誘導載流子和復合載流子的強 光吸收. 鈣鈦礦厚度的增加會顯著增加電流密度, 這種改進與光收獲區廣泛的光吸收有關,這增加了 電子-空穴對的產生 [82] . 不同吸收劑厚度對機械電 池和光學電池光伏參數有較大的影響,在 100 ~ 800 nm的厚度范圍內,工作電流值隨著吸收器厚度的增加而增加,這是由于在更厚的鈣鈦礦吸收劑 中,在更長的波長處吸收更多的光子,導致載流子 產生的增加 [83] . 鈣鈦礦層的透明度也隨層厚的變 化而變化. 調節鈣鈦礦材料的光學帶隙是各種光電 應用中的主要方法之一,目前使用最多的鹵化物鈣 鈦礦 MAPbI 3 的光學帶隙接近 1. 57 eV[84] . 鈣鈦礦 吸收劑的組分工程是從光學帶隙可調節的維持性 和穩定性、再生工藝和光電轉換效率等角度出發 的. 不同鈣鈦礦層及其對應條件下的具體參數如表 4 所示,鈣鈦礦層的透明度可以通過改變鹵化物元 素來改變,由此增加的帶隙可以在可見光區域通過 鈣鈦礦層透射更多的光. 鈣鈦礦材料可以通過簡單 的成分控制和調節光不同的吸收范圍來實現顏色 調節,很容易滿足半透明太陽能電池的高透明度、 色彩中性和高柔韌性等必要需求.

4 應用場景

4. 1 光伏建筑一體化 隨著人口數量的增長和人 們生活方式的改變,建筑物的電力消耗增長迅速, 因此人們提出了零能耗建筑的概念. 實現零能耗建 筑的一個低成本和可持續方案是在建筑物本身構 建光伏建筑一體化系統,實現建筑物的自供電. 現 代建筑基于美觀和采光的要求通常會在建筑立面 上設計更寬的外部開口和玻璃系統,以便為內部空 間提供最佳采光. 目前應用于光伏建筑一體化的硅 電池板缺乏透明度和設計靈活性,只能應用于建筑 物的屋頂. 而半透明鈣鈦礦太陽能電池具有出色的光電性能和透明度,且其顏色可調,可以集成在建 筑物的屋頂、窗戶、立面、陽臺、遮陽系統、護欄和天 窗等.

4. 2 疊層太陽能電池 考慮到商業太陽能組件價 格的大幅下跌和利潤率下降,將鈣鈦礦光伏與技術 成熟且正在大規模生產的高效硅太陽能電池或薄 膜太陽能電池集成是一個非常有吸引力的選擇. 疊 層太陽能電池的研究旨在克服單結太陽能電池的 效率發展受 Shockley-Queisser 理論極限限制的問 題. 與其他多結太陽能電池相比,雙節疊層架構顯 示出了效率增益和成本效益之間的最佳權衡. 疊層 結構中頂部配置寬帶隙電池用來捕獲高能量光子, 而底部則配置窄帶隙電池用于捕獲穿透頂部電池 的較低能量光子,從而更有效地利用太陽能. 因此, 頂部電池應盡可能多地吸收紫外線/可見光,同時 應對近紅外光譜范圍內將被底部電池吸收的低能 量光子高度透明. 鈣鈦礦材料帶隙可調且制造成本 低,是頂部電池的優選材料. 當前電池配置的研究 主要集中在單片集成的雙端子和機械集成的四端 子 2 種不同的疊層配置上. 在已有研究中,半透明 鈣鈦礦太陽能電池經常作為頂部電池與硅或窄帶 隙鈣鈦礦太陽能電池疊層組成疊層太陽能電池. 如 圖 8 所示,半透明鈣鈦礦有著多種有效的調控手段 及廣泛的應用場景.

5 結論與展望

半透明鈣鈦礦太陽能電池已經展示出了在集 成光伏領域的獨特優勢,是實現可持續能源發展最 有前途的技術之一. 然而,由于器件透明度和效率 之間的折中問題,目前半透明鈣鈦礦太陽能電池的 效率發展仍低于傳統鈣鈦礦太陽能電池,因此,應 致力于優化半透明鈣鈦礦太陽能電池器件性能并 推動實現科研成果向實際應用的轉化.

在電極方面,透明導電氧化物單獨作為電極無 法有效應用在鈣鈦礦太陽能電池上,會使鈣鈦礦層 受損,可利用原子層沉積或新增緩沖層等方法緩 解. 此外,在透明導電氧化物中摻雜合適元素也是 提高鈣鈦礦太陽能電池轉換效率和平均透光率的 有效途徑. 對透明導電聚合物電極來講,良好的導 電性和透明度是作為電極的優勢所在. 通過調整溶 劑以及提高工藝條件等方法,避免與鈣鈦礦膜接觸 進而腐蝕分解鈣鈦礦層. 金屬作為電極,厚度是影 響透明度的重要因素,因此將厚度降為0. 1 nm以下 是必要的. 與此同時,能量發生損失成為另一重要 問題,為了避免損失過多能量,需要進一步探究對 金屬電極的加工設計. 金屬元素非常豐富,因此開 發出合適的金屬電極以及介質層還有很大的探究 空間. 就目前來看,金屬納米線與傳統材料相比,更 加具有成為半透明鈣鈦礦太陽能電池電極材料的 潛力. 但納米線性能極易受直徑、長度和面積密度 等因素影響,因此,進一步明晰以上因素對于性能 影響的機制也是未來具有挑戰性的一項工作. 碳納米材料的低成本和石墨烯材料較好的柔韌性也是 二者成為電極材料的主要原因. 電極材料需要具備 高導電性以及優良的光學特性才可以更好地用在 半透明鈣鈦礦太陽能電池的電極上,因此,如何在 導電性和可見光透射率之間進行權衡還有待研究.

在器件工程方面,本文對半透明鈣鈦礦太陽能 電池在電子傳輸層調控與界面調控進行了綜述,并 通過多種測試手段闡明了不同器件內部的結構特 點和載流子動力學行為,分析了含有不同器件的半 透明鈣鈦礦太陽能電池的光伏性能和長期穩定性. 鈣鈦礦電池廉價高效的優點,為器件功能多樣化帶 來新的可能性. 通過工藝優化來改善膜層形貌,尤 其是結晶性、覆蓋度和連續性,是提高器件性能的 主要思路. 隨著工藝優化的發展,制備均一性好的 大尺寸鈣鈦礦薄膜受到重視. 調控鈣鈦礦厚度的研 究,延伸出了半透明電池的研究. 進一步在光譜和 透光率調控研究,形成了色彩可調的鈣鈦礦電池, 為建筑物集成提供了良好選擇. 這種半透明和色彩 可調的特點,在疊層電池的制備上具有一定優勢. 在這種應用需求的推動下,半透明電池的研究逐漸 發展起來. 半透明電池的實現需要所有電池材料都 具有透光性,即電極、鈣鈦礦和載流子傳輸材料均 有一定透光性. 因此,作為吸光層的鈣鈦礦薄膜的 調控就成為影響器件透光性的主要因素.

在有源層方面,光吸收能力是半透明鈣鈦礦太 陽能電池的關鍵參數,直接關系到電池的性能. 半 導體的光學帶隙決定了光吸收的范圍. 鈣鈦礦的帶 隙應適當設計,以平衡光吸收范圍和器件的輸出功 率,最大限度地從太陽能中收集能量. 根據能帶理 論,帶隙與晶體結構有關. 帶隙工程通過改變鈣鈦 礦層的厚度或對外層進行修飾來提高半透明鈣鈦 礦太陽能電池的光電轉換效率和透明度,并通過這 種改變來改變器件的遲滯退化模式和遲滯行為. 鈣 鈦礦薄膜的晶粒尺寸、表面粗糙度、厚度和均勻性 在高性能器件中起著重要作用. 如何調節好鈣鈦礦 材料的光學帶隙和控制好鈣鈦礦層的厚度對我們 以后的研究有著至關重要的作用.

在低碳和綠色能源背景下,半透明鈣鈦礦太陽 能電池的發展和應用受到了前所未有的重視,但是 半透明鈣鈦礦太陽能電池的發展仍面臨許多挑戰.

1)考慮對環境的影響,還應努力開發高性能 的無鉛鈣鈦礦. 鑒于目前無鉛鈣鈦礦器件的性能遠 遠落后于鉛基鈣鈦礦器件,還應著力研究器件封裝 或引入鉛捕獲材料來避免鉛泄露對環境的影響. 此 外,考慮到鈣鈦礦在疊層電池方面的應用,研究人 員可以嘗試開發帶隙可調的新型鈣鈦礦.

2)提高鈣鈦礦層的光吸收范圍來提高電池的 轉換效率也是一個值得研究的方向,通過有源層的 調控,將光子吸收范圍從可見光擴展到近紅外區 域,實現進一步優化.

3)為了降低制造成本,同時保持半透明太陽 能電池的高性能,需要開發具有低成本材料及制造 工藝的透明電極. 限于寄生吸收和緩沖層的影響, 應著力開發溫和的無需緩沖層的技術和導電性優 異、化學性質穩定和成本低廉的電極材料.

4)盡管關于半透明鈣鈦礦太陽能電池的文獻 很多,但是目前還是沒能很好地統一對半透明鈣鈦 礦太陽能電池性能的評估指標,建議統一評估半透 明鈣鈦礦太陽能電池的性能. 此外,應精確測量消 光系數、反射系數、折射率、厚度、功能層的帶隙等 關鍵參數,以提供對器件的全面評估.

致謝 北京郵電大學劉剛、關曉寧、董超、賈寶 楠、錢勝嬌,西安建筑科技大學郝勁波、高樹理、陳 文、張欣會、張春玲、武戈、張子怡、蔡妍、高林淞、韓 昭、王正君、云雄飛、拓婭莉、杜鈺璽等,對本文做出 了重要貢獻,謹致謝意.

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(編輯 余 毅)

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