الخلايا الشمسية من السيليكون الفعال من خلال الطبقات أحادية التعلق العضوية كجهات اتصال انتقائية للإلكترونات

الملخص تعتبر جهات الاتصال الانتقائية للناقلات الشحنة الفعالة مكونًا حاسمًا في خلايا الطاقة الشمسية السيليكون البلوري (c‐Si) عالية الأداء. المواد العضوية المترسبة عبر التجميع الذاتي على سطح c‐Si هي مرشحة واعدة لمعالجة مبسطة وقابلة للتوسع وفعالة من حيث التكلفة لطبقات استخراج الشحنة. تدرس هذه الدراسة تطبيق الطبقات أحادية التعلق (SAMs) من n PACz، المستندة إلى مجموعات الكاربازول وحمض الفوسفونيك، حيث n (= 2، 4، أو 6) هو طول السلسلة الأليفاتية، لتسهيل استخراج الإلكترونات في خلايا c‐Si الشمسية من خلال ضبط وظيفة العمل للألمنيوم (Al) في الطرف الخلفي. حتى الآن، يتم تطبيق جزيئاتSAM هذه بشكل رئيسي كطبقة انتقائية للفجوات في خلايا الطاقة الشمسية المتقدمة من البرونزيت والعضوية، من خلال الارتباط على قطب أكسيد معدني. هنا، من خلال إدخال 2PACz بين السيليكون غير المتبلور المُكَمَّل c‐Si وAl، يتم تحقيق اتصال انتقائي للإلكترونات مع مقاومة اتصال قدرها 65 مΩ سم² ويتم عرض كفاءة تحويل طاقة تبلغ 21.4% مع جهد دائرة مفتوحة قدره 725 مللي فولت وعامل تعبئة قدره 79.2%. على الرغم من أن 2PACz يظهر بعض عدم الاستقرار في هذه الدراسة، فإن أدائه الأولي قابل للمقارنة مع تلك التي تم تحقيقها باستخدام السيليكون غير المتبلور من النوع n المستخدم تقليديًا. تبرز هذه الدراسة إمكانيات SAMs العضوية القابلة للمعالجة بالمحلول في تشكيل جهات اتصال انتقائية للناقلات في خلايا c‐Si الشمسية المتباينة.