Interface Molecular Engineering for Laminated Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells with 80.4% Fill Factor

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Details zur Publikation

Autorinnen und Autoren: Ramírez Quiroz CO, Spyropoulos G, Salvador M, Roch LM, Berlinghof M, Darío Perea J, Forberich K, Dion-Bertrand LI, Schrenker NJ, Classen A, Gasparini N, Chistiakova G, Mews M, Korte L, Rech B, Li N, Hauke F, Spiecker E, Ameri T, Albrecht S, Abellán G, León S, Unruh T, Hirsch A, Aspuru-Guzik A, Brabec C
Zeitschrift: Advanced Functional Materials
Jahr der Veröffentlichung: 2019
ISSN: 1616-301X
eISSN: 1616-3028


Abstract

A multipurpose interconnection layer based on poly(3,4-ethylenedioxythiophene) doped with poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS), and d-sorbitol for monolithic perovskite/silicon tandem solar cells is introduced. The interconnection of independently processed silicon and perovskite subcells is a simple add-on lamination step, alleviating common fabrication complexities of tandem devices. It is demonstrated experimentally and theoretically that PEDOT:PSS is an ideal building block for manipulating the mechanical and electrical functionality of the charge recombination layer by controlling the microstructure on the nano- and mesoscale. It is elucidated that the optimal functionality of the recombination layer relies on a gradient in the d-sorbitol dopant distribution that modulates the orientation of PEDOT across the PEDOT:PSS film. Using this modified PEDOT:PSS composite, a monolithic two-terminal perovskite/silicon tandem solar cell with a steady-state efficiency of 21.0%, a fill factor of 80.4%, and negligible open circuit voltage losses compared to single-junction devices is shown. The versatility of this approach is further validated by presenting a laminated two-terminal monolithic perovskite/organic tandem solar cell with 11.7% power conversion efficiency. It is envisioned that this lamination concept can be applied for the pairing of multiple photovoltaic and other thin film technologies, creating a universal platform that facilitates mass production of tandem devices with high efficiency.


FAU-Autorinnen und Autoren / FAU-Herausgeberinnen und Herausgeber

Ameri, Tayebeh Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Berlinghof, Marvin
Lehrstuhl für Kristallographie und Strukturphysik
Brabec, Christoph Prof. Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Classen, Andrej
Sonderforschungsbereich 953/2 Synthetische Kohlenstoffallotrope
Forberich, Karen Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Hauke, Frank Dr.
Lehrstuhl für Organische Chemie II
Hirsch, Andreas Prof. Dr.
Lehrstuhl für Organische Chemie II
Li, Ning Dr.-Ing.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Ramírez Quiroz, César Omar
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Spiecker, Erdmann Prof. Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)
Spyropoulos, Georgios
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Unruh, Tobias Prof. Dr.
Professur für Nanomaterialcharakterisierung (Streumethoden)


Einrichtungen weiterer Autorinnen und Autoren

Harvard University
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB)
King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) / جامعة الملك عبد الله للعلوم و التقنية
Photon Etc.


Zitierweisen

APA:
Ramírez Quiroz, C.O., Spyropoulos, G., Salvador, M., Roch, L.M., Berlinghof, M., Darío Perea, J.,... Brabec, C. (2019). Interface Molecular Engineering for Laminated Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells with 80.4% Fill Factor. Advanced Functional Materials. https://dx.doi.org/10.1002/adfm.201901476

MLA:
Ramírez Quiroz, César Omar, et al. "Interface Molecular Engineering for Laminated Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells with 80.4% Fill Factor." Advanced Functional Materials (2019).

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Zuletzt aktualisiert 2019-30-08 um 10:38