用于缓解钙钛矿太阳能电池反向偏压的集成忆阻器

《Nature》：Integrated memristor for mitigating reverse-bias in perovskite solar cells

钙钛矿太阳能电池存在反向偏置稳定性差的问题，本文提出集成memristor的Memsol新结构，通过金属-绝缘体堆叠实现自动切换 bypass状态或高效发电，实验室验证九串联电池可行性，有望推动商业化应用并减少外部旁路二极管需求。

　　

摘要

钙钛矿太阳能电池（PSCs）的功率转换效率与现有技术相当，由于其多功能性、低成本和高效的制造工艺，有望成为未来的光伏技术¹。然而，PSCs在中等反向偏压下并不稳定^2,3,4，而在实际应用中这种情况不可避免，例如由于模块部分遮挡或PSCs串联连接所致。为解决这一问题，人们主要通过改进器件结构来提高击穿电压并减轻反向偏压的负面影响^2,5,6。在这里，我们提出了一种完全不同的方法，能够彻底解决反向偏压问题。通过我们的Memsol技术，我们开发了一种集成有忆阻器的新型太阳能电池：该忆阻器既能保护太阳能电池，又能充当旁路元件。忆阻器是通过选择性沉积额外的金属-绝缘体堆叠层实现的，并与太阳能电池的钙钛矿层和电极共享结构。反向偏压和遮挡测试表明，Memsol在光照和偏压条件变化时能够保持稳定，并自动在低电阻旁路状态和高效太阳能电池工作状态之间切换。我们预计，这种在实验室中通过九节电池串成功验证的Memsol概念将应用于大规模模块中，从而加速其商业化进程，甚至可能使外部旁路二极管变得不再必要。