界面工程调控技术使MXene电极在硅异质结太阳能电池中得以应用

《Advanced Functional Materials》：Interfacial Engineering Tuning Enables MXene Electrodes in Silicon Heterojunction Solar Cells

晶硅异质结太阳能电池采用MXene电极通过表面氨基修饰和氢等离子体预处理技术，在提升工作函数调控能力和抗氧化性的同时降低界面接触电阻，制备的喷墨双面MXene电极器件效率达24.96%，耐200天环境老化后仍保持90%以上初始效率，为低成本无银光伏提供新路径。

　　

摘要

晶体硅异质结（SHJ）太阳能电池具有出色的效率，但其性能受到依赖昂贵的低温银浆进行金属化处理的限制。银的高价格和供应不稳定给太瓦级光伏系统的部署带来了重大挑战，因此需要寻找成本更低、与SHJ兼容的电极替代品。可溶液处理的二维过渡金属碳化物和氮化物（MXenes）被视为有前景的候选材料，但由于界面兼容性差和易氧化的问题，它们的应用受到了阻碍。本文通过协同的材料和界面工程策略解决了这些问题。经过氨基酸修饰的MXenes不仅能够调节功函数，显著提高抗氧化性能，而且在常温条件下使用45天后仍保持高导电性。同时，对基底进行定制的氢等离子体预处理有效降低了界面接触电阻。采用喷涂方式在双面涂覆MXenes电极的SHJ太阳能电池实现了24.96%的最大效率，超过了基于蒸发银的电池。此外，未封装的器件在常温条件下使用200天后仍能保持超过90%的初始效率。这些结果表明MXenes作为高性能、低成本电极的可行性，并为无银硅光伏技术提供了一条实际可行的路径。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。