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A Highly Conductive Titanium Oxynitride Electron-Selective Contact for Efficient Photovoltaic Devices.
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2020-07-01 , DOI: 10.1002/adma.202002608 Xinbo Yang 1, 2 , Yuanbao Lin 2 , Jiang Liu 2 , Wenzhu Liu 3 , Qunyu Bi 2 , Xin Song 2 , Jingxuan Kang 2 , Fuzong Xu 2 , Lujia Xu 2 , Mohamed N Hedhili 4 , Derya Baran 2 , Xiaohong Zhang 5 , Thomas D Anthopoulos 2 , Stefaan De Wolf 2
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2020-07-01 , DOI: 10.1002/adma.202002608 Xinbo Yang 1, 2 , Yuanbao Lin 2 , Jiang Liu 2 , Wenzhu Liu 3 , Qunyu Bi 2 , Xin Song 2 , Jingxuan Kang 2 , Fuzong Xu 2 , Lujia Xu 2 , Mohamed N Hedhili 4 , Derya Baran 2 , Xiaohong Zhang 5 , Thomas D Anthopoulos 2 , Stefaan De Wolf 2
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High‐quality carrier‐selective contacts with suitable electronic properties are a prerequisite for photovoltaic devices with high power conversion efficiency (PCE). In this work, an efficient electron‐selective contact, titanium oxynitride (TiOx Ny ), is developed for crystalline silicon (c‐Si) and organic photovoltaic devices. Atomic‐layer‐deposited TiOx Ny is demonstrated to be highly conductive with a proper work function (4.3 eV) and a wide bandgap (3.4 eV). Thin TiOx Ny films simultaneously provide a moderate surface passivation and enable a low contact resistivity on c‐Si surfaces. By implementation of an optimal TiOx Ny‐based contact, a state‐of‐the‐art PCE of 22.3% is achieved for a c‐Si solar cell featuring a full‐area dopant‐free electron‐selective contact. Simultaneously, conductive TiOx Ny is proven to be an efficient electron‐transport layer for organic photovoltaic (OPV) devices. A remarkably high PCE of 17.02% is achieved for an OPV device with an electron‐transport TiOx Ny layer, which is superior to conventional ZnO‐based devices with a PCE of 16.10%. Atomic‐layer‐deposited TiOx Ny ETL on a large area with a high uniformity may help accelerate the commercialization of emerging solar technologies.
中文翻译：
用于高效光伏器件的高导电性氮氧化钛电子选择性触点。
具有合适电子特性的高质量载流子选择触点是具有高功率转换效率（PCE）的光伏设备的先决条件。在这项工作中，开发了一种有效的电子选择触点，氮氧化钛（TiO x N y ），用于晶体硅（c-Si）和有机光伏器件。原子层沉积的TiO x N y 具有良好的导电性，并具有适当的功函（4.3 eV）和宽带隙（3.4 eV）。TiO x N y 薄膜同时提供适度的表面钝化，并在c-Si表面上实现较低的接触电阻率。通过实现最佳的TiO x N y基于接触，具有全区域无掺杂剂电子选择性接触的ac-Si太阳能电池可实现22.3％的最新PCE。同时，导电TiO x N y 被证明是有机光伏（OPV）器件的有效电子传输层。具有电子传输TiO x N y 层的OPV器件可实现17.02％的非常高的PCE ，这优于PCE为16.10％的传统基于ZnO的器件。在大面积上以高均匀度沉积原子层沉积的TiO x N y ETL可能有助于加速新兴太阳能技术的商业化。
更新日期：2020-08-11
中文翻译：
用于高效光伏器件的高导电性氮氧化钛电子选择性触点。
具有合适电子特性的高质量载流子选择触点是具有高功率转换效率（PCE）的光伏设备的先决条件。在这项工作中，开发了一种有效的电子选择触点，氮氧化钛（TiO x N y ），用于晶体硅（c-Si）和有机光伏器件。原子层沉积的TiO x N y 具有良好的导电性，并具有适当的功函（4.3 eV）和宽带隙（3.4 eV）。TiO x N y 薄膜同时提供适度的表面钝化，并在c-Si表面上实现较低的接触电阻率。通过实现最佳的TiO x N y基于接触，具有全区域无掺杂剂电子选择性接触的ac-Si太阳能电池可实现22.3％的最新PCE。同时，导电TiO x N y 被证明是有机光伏（OPV）器件的有效电子传输层。具有电子传输TiO x N y 层的OPV器件可实现17.02％的非常高的PCE ，这优于PCE为16.10％的传统基于ZnO的器件。在大面积上以高均匀度沉积原子层沉积的TiO x N y ETL可能有助于加速新兴太阳能技术的商业化。
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