Reverse-bias resilience of monolithic perovskite/silicon tandem solar cells

钙钛矿(结构) 材料科学 光电子学 串联 光伏系统 偏压 工程物理 反向偏压 二极管 晶体硅 电气工程 电压 化学 工程类 复合材料 结晶学
作者
Zhaojian Xu,Helen Bristow,Maxime Babics,Badri Vishal,Erkan Aydın,Randi Azmi,Esma Ugur,Bumın K. Yildırım,Jiang Liu,Ross A. Kerner,Stefaan De Wolf,Barry P. Rand
出处
期刊:Joule [Elsevier BV]
卷期号:7 (9): 1992-2002 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.joule.2023.07.017
摘要

Metal halide perovskites have rapidly enabled a range of high-performance photovoltaic technologies. However, catastrophic failure under reverse voltage bias poses a roadblock for their commercialization. In this work, we conduct a series of stress tests to compare the reverse-bias stability of perovskite single-junction, silicon single-junction, and monolithic perovskite/silicon tandem solar cells. We demonstrate that the tested perovskite/silicon tandem devices are considerably more resilient against reverse bias compared with perovskite single-junction devices. The origin of such improved stability stems from the low reverse-bias diode current of the silicon subcell. This translates to dropping most of the voltage over the silicon subcell, where such a favorable voltage distribution protects the perovskite subcell from reverse-bias-induced degradation. These results highlight that, compared with other perovskite technologies, monolithic perovskite/silicon tandems are at a higher technology readiness level in terms of tackling the reverse bias and partial shading challenges, which is a considerable advantage toward commercialization.
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