钙钛矿太阳能电池窗口层和背表面场(BSF)层

关于钙钛矿太阳能电池中的窗口层和背表面场（BSF）层，以下是对这两者的详细分析：

一、窗口层

钙钛矿太阳能电池主要由电子传输层（ETL）、钙钛矿吸光层、空穴传输层（HTL）以及电极组成。虽然“窗口层”这一术语在钙钛矿太阳能电池领域的特定称呼并不常见，但通常可以将透明导电薄膜（如氟掺杂的氧化锡FTO或铟掺杂的氧化锡ITO）视为一种“窗口”，因为它们具有高透光率，允许太阳光进入电池内部并被钙钛矿层吸收，同时起到收集光生电流的作用。因此，这里的“窗口层”可以理解为透明导电薄膜层。

二、背表面场（BSF）层

1. 定义与作用：

• 背表面场（BSF）技术已成功应用于晶体硅太阳能电池，通过减少背面少数载流子的复合来提高光生载流子的收集效率。

• 在钙钛矿太阳能电池中，BSF层也起到类似的作用，即通过在电池背面引入高掺杂区域来形成电场，从而阻碍少数载流子流向背面，提高器件主体中的少数载流子浓度，并具有钝化背表面的效果。

2. 实现方式：

• 一种实现BSF层的方式是在电池的背面引入与空穴传输层（HTL）相关的夹层电极缓冲层（SEB）。这种SEB层不仅可以将钙钛矿吸收体与金属电极桥接起来，还可以实现双背面场（d-BSF）效应，从而显著改善电池的转换效率和稳定性。

3. 优势：

• 通过引入BSF层，钙钛矿太阳能电池可以实现更高的光电转换效率和更好的稳定性。例如，有研究表明，在引入SEB层后，钙钛矿太阳能电池的转换效率可以显著提高至23.9%（经认证为23.4%），并且在2000小时的最大功率点跟踪测试下，效率仅下降3%。

综上所述，窗口层（透明导电薄膜）和背表面场（BSF）层在钙钛矿太阳能电池中都扮演着重要的角色。窗口层允许太阳光进入电池内部并被吸收，而BSF层则通过减少背面少数载流子的复合来提高电池的转换效率和稳定性。