创建钙钛矿-有机叠层器件，基于可实现17.9%的功率转换效率和28.60 mA/cm2的高短路电流密度的有机电池;它使用钙钛矿太阳能电池，开路电压为1.37 eV，填充因子为85.5%。
新加坡国立大学科学家设计的新型钙钛矿-有机串联电池 图片来源： 新加坡国立大学
新加坡太阳能研究所(SERIS)的研究人员声称，基于宽带隙钙钛矿底部电池和窄带隙有机顶部器件的叠层太阳能电池实现了创纪录的 26.4% 的功率转换效率。
“新设计的叠层电池在0.05 cm2 的面积上实现了 27.5% 的功率转换效率，在面积1 cm2时效率为26.7%，第三方独立认证结果为 26.4%，“科学家们说，但没有透露认证机构的名称。“这些发现标志着迄今为止在同等大小的钙钛矿-有机、钙钛矿-CIGS 和单结钙钛矿电池中最高的认证性能。”
这一结果是通过顶部有机电池中的一种新型吸收材料实现，据报道，由于被称为 P2EH-1V 的不对称非富勒烯受体(NFA)，它“显着”增加了近红外(NIR)光的吸收。该方法使用单侧共轭 π 桥将器件的光学带隙降低到1.27 eV，同时保持“理想”激子解离和纳米形态，并确保空穴转移到电子供体PBDB-T-2F(PM6)。
由于这种设计，有机电池能够实现17.9% 的功率转换效率和28.60 mA/cm2 的高短路电流密度。研究团队利用超快光谱和器件物理学分析发现，NFA 能够吸收到 NIR 区域深处，同时保持足够的驱动力以实现有效的电荷分离和促进有序的分子堆积，从而以最小的能量损失实现自由电荷载流子收集。
科学家们使用带有透明导电氧化物 (TCO) 互连器的两层将有机电池与开路电压为 1.37 V、填充因子为 85.5% 的顶部钙钛矿电池连接起来。“这些进步导致钙钛矿-有机叠层太阳能电池在大于1 cm2 的孔径面积上实现了创纪录的 16.7%(认证效率为26.4%) “科学家们说。
SERIS 研究员Hou Yi说：“这些柔性薄膜的效率有望超过 30%，非常适合卷对卷生产和无缝集成到弯曲或织物基材上—想想收集阳光以运行车载传感器的自供电健康贴片，或者无需笨重电池即可监测生物特征的智能纺织品。“由于其轻巧灵活的外形尺寸，钙钛矿-有机叠层太阳能电池非常适合为直接在无人机、可穿戴电子产品、智能织物和其他支持 AI 的设备上运行的设备供电。”
相关研究最近发表在《Nature》杂志上的论文“Efficient near-infrared harvesting in perovskite–organic tandem solar cells,”中进行了描述。
2024年11月，德国波茨坦大学和中国科学院的研究人员表示，他们在相同配置下实现了 25.7% 的叠层太阳能电池的效率。
