索比光伏网讯:太阳能电池转换效率受到光吸收、载流子输运、载流子收集的限制。对于单晶硅硅太阳能电池，由于上光子带隙的多余能量透射给下带隙的光子，其转换效率的理论最高值是28%。只有尽量减少损失才能开发出效率足够高的太阳能电池。
影响晶体硅太阳能电池转换效率的原因主要来自两个方面，如图1所示：
(1)光学损失，包括电池前表面反射损失、接触栅线的阴影损失以及长波段的非吸收损失。
(2)电学损失，它包括半导体表面及体内的光生载流子复合、半导体和金属栅线的接触电阻，以及金属和半导体的接触电阻等的损失。这其中最关键的是降低光生载流子的复合，它直接影响太阳能电池的开路电压。光生载流子的复合主要是由于高浓度的扩散层在前表面引入大量的复合中心。此外，当少数载流子的扩散长度与硅片的厚度相当或超过硅片厚度时，背表面的复合速度对太阳能电池特性的影响也很明显。（作者：和海一样的新能源）
图1： 普通太阳能电池多种损失机制
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基于锡的卤化物钙钛矿太阳能电池是一种极具前景的无铅替代方案，具有适宜的带隙和强光吸收特性，但其器件性能受制于显著的开路电压和填充因子损失。尽管相关研究已取得一定进展，但由于氧化化学、缺陷物理及界面能学的耦合作用，锡基钙钛矿太阳能电池的开路电压与填充因子性能仍难以媲美铅基钙钛矿太阳能电池。
前言：钙钛矿-硅串联太阳能电池的实验室效率已接近35%。我们采用基于蒸汽的共蒸发方法，在金字塔纹理硅基底上均匀沉积高质量的钙钛矿层，从而制备出效率、稳定性和可重复性都得到增强的钙钛矿–硅串联太阳能电池。利用TFPTMS调控吸附动力学带来的薄膜质量提升，钙钛矿–硅叠层太阳能电池在工业纹理化硅片上实现了超过31%的光电转换效率，并具有增强的可重复性。钙钛矿–硅叠层太阳能电池的EQE谱和反射曲线。
牛津大学的一位研究人员发现，透明导电电极可使钙钛矿-硅叠层太阳能电池效率降低超过2%，损失与电阻、光学效应和几何因子权衡有关。基于此，Bonilla提出了一个统一的光学-电气模型，考虑了双端钙钛矿-硅叠层太阳能电池设计中的这些因素。而叠层电池通常采用中间或者背TCEs，这进一步降低性能。据Bonilla称，这些损失与实验结果一致，显示在氧化铟锡沉积、抗反射涂层或原子层沉积屏障层中微调，直接导致先进叠层电池的性能可测量提升。
中国研究人员开发了采用立体互补界面设计的钙钛矿-硅叠层太阳能电池，实现32.12%的认证效率并提升长期稳定性。该策略优化了钙钛矿晶格中的分子适配，提高了电荷传输和器件寿命。
钝化接触是实现高效晶体硅（c‑Si）太阳能电池全部潜力的关键赋能技术。过渡金属氧化物（TMOs）因其宽带隙、可调的功函数（WF）和有效的表面钝化能力，作为钝化接触层受到广泛关注。氧化镓（GaOₓ）具有超宽带隙（≈4.8 eV）、高电子迁移率以及因其丰富的固定电荷而具有优异的场效应钝化能力，但其在钝化接触中的应用尚未被探索。
钙钛矿-晶硅叠层太阳能电池兼具高效率与低成本的优势，具有巨大的发展潜力。近期，《自然》杂志同时发表的两项柔性钙钛矿-晶硅叠层太阳能电池的研究，报道了该方向效率及稳定性的重大进展。图1.使用双缓冲层氧化锡的柔性钙钛矿/硅叠层太阳能电池，性能分析及各项参数对比。最终研制出的柔性钙钛矿-晶硅叠层电池效率高达33.6%，开路电压达到2.015V。
宽带隙钙钛矿材料对叠层太阳能电池至关重要，但富Br软晶格可能引发严重的离子聚集与迁移，显著损害器件效率与稳定性。由此，晶体质量提升的钙钛矿薄膜表现出更高的离子迁移能垒和增强的界面载流子提取能力。这些协同效应使单结钙钛矿太阳能电池效率高达23.24%，单片钙钛矿/硅叠层电池效率达30.16%，并在热、湿、光应力下展现出优异的稳定性。
本研究提出了一种具有应力释放机制的双缓冲层策略，通过协同作用减轻后续溅射沉积过程中的离子轰击，在保持高效电荷提取的同时增强界面粘附性。通过调控原子层沉积的吹扫时间设计的疏松SnOx缓冲层可耗散应变能，而致密SnOx层则能确保稳固的电接触。
尽管铅基钙钛矿太阳能电池具有优异的光电性能，但其内部存在的可移动离子所导致的不稳定性以及潜在的毒性问题是其商业化进程中的两大障碍。研究发现，采用无DMSO工艺制备的纯锡基钙钛矿样品的离子密度比铅基钙钛矿低10倍以上，且离子损失极低。纯锡基样品在持续光照下表现出最低的离子相关损失，并保持了优异的器件与薄膜稳定性。
DCl介导的准二维钙钛矿引起的极化原理示意图。结果是形成了铁电准二维钙钛矿层，增强了电荷传输并抑制了整个界面的复合。当集成到基于隧道氧化物钝化接触的1.0cm整体钙钛矿/硅叠层电池中时，DCl介导的钙钛矿顶部电池可提供令人印象深刻的31.1%的PCE。
本研究针对钙钛矿/硅叠层太阳能电池的填充因子瓶颈，中国科学院新疆理化技术研究所刘家凯、中国科学院上海微系统所刘正新、刘文柱和张丽萍等人提出基于双梯度钨掺杂氧化铟中间层的创新方案。实验采用反应等离子体沉积技术，通过精确调控氧氩流量比，成功制备出具有梯度功函数的双IWO中间层。进一步优化IWO表面化学，增强了与MeO-4PACz空穴传输层的锚定作用，使钙钛矿层结晶质量显著提升，最终实现31.91%的认证效率。
