Advanced Energy Materials (IF 29.368) 于2021年11月發(fā)表一項(xiàng)研究成果。科學(xué)家透過(guò)寬帶隙界面層誘導(dǎo)鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池，并達(dá)成超過(guò) 10,000 小時(shí)的穩(wěn)定性。

為突破硅電池效率限制，使用鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池 (perovskite/silicon tandem solar cell, PK/c-Si TSC) 是一個(gè)合理的選擇。在此研究中，科學(xué)家將 p-i-n 鈣鈦礦放在全紋理 c-Si 太陽(yáng)能電池上，并建構(gòu)單片串聯(lián)太陽(yáng)能電池 (tandem solar cell, TSC)。透過(guò)蒸發(fā)–溶液 (evaporation–solution) 組合技術(shù)，p-i-n 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在全紋理硅異質(zhì)結(jié)電池上共形生長(zhǎng)，以實(shí)現(xiàn)兩端 PK/c-Si TSC。

由于鈣鈦礦體底部殘留的PbI2會(huì)對(duì)器件性能造成不利的影響，科學(xué)家在鈣鈦礦層和空穴傳輸層之間引入了熱蒸發(fā)的 CsBr 薄層，以建構(gòu)梯度鈣鈦礦吸收體和優(yōu)化能級(jí)對(duì)齊，從而提高器件的開(kāi)路電壓和填充因子。透過(guò)光焱科技太陽(yáng)光模擬器和標(biāo)準(zhǔn)電池校正，科學(xué)家對(duì)太陽(yáng)能電池的光伏特性進(jìn)行分析，驗(yàn)證 PK/c-Si 串聯(lián)電池實(shí)現(xiàn)了 27.48% 的效率，并且在氮?dú)庵蟹€(wěn)定超過(guò) 10,000 小時(shí)。光焱科技的太陽(yáng)光模擬器與KA-6000軟件，也同時(shí)提供了短路電流對(duì)時(shí)間變化的監(jiān)控，以證明太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定！

然而，要想將效率提高 30% 以上，仍有許多機(jī)會(huì)等待挖掘。例如，如何將 PK/c-Si TSC 的 FF 提高到 80% 以上，是值得研究的一個(gè)課題。無(wú)論如何，科學(xué)家相信全紋理 PK/c-Si TSC 的潛力無(wú)窮，希望這種結(jié)構(gòu)能夠?yàn)榈统杀敬?lián)器件開(kāi)辟商業(yè)化道路。