论文概览
在全球清洁能源需求不断增长的背景下，太阳能技术的高效化成为研究热点。传统的单结太阳能电池受限于理论效率极限(约33%)。在这一背景下，多结太阳能电池因其独特的级联带隙设计，展现出突破性的光谱利用效率。其中，金属卤化物钙钛矿材料凭借其卓越的带隙可调特性，成为构建高效叠层太阳能电池(TSCs)的理想选择。其能够与多种半导体材料(包括钙钛矿/钙钛矿、钙钛矿/硅、钙钛矿/有机和钙钛矿/CIGS等)形成高效的叠层太阳能电池(TSCs)结构。
其中，宽带隙(WBG)钙钛矿作为这些叠层结构的核心组成部分，专门负责捕获高能量的短波长光子，为提升整体光电转换效率提供了关键支撑。这种材料体系的创新应用不仅突破了传统单结太阳能电池的效率极限，更为光伏技术的未来发展开辟了新的可能性。
基于此，新加坡国立大学Mingyang Wei、So Min Park和侯毅教授团队的最新综述系统性地总结了钙钛矿基叠层太阳能电池领域的前沿进展与技术挑战。文章重点探讨了宽带隙钙钛矿材料的光物理特性及其在不同叠层架构中的创新应用。通过对材料设计、界面工程和器件物理的深入分析，作者不仅阐明了当前技术瓶颈的突破路径，更前瞻性地提出了未来研究方向，旨在进一步提升器件性能与长期稳定性，为推进该技术的产业化进程提供重要理论指导和技术支撑。
亮点分析——宽禁带钙钛矿的创新突破
1. 宽禁带钙钛矿的带隙调控
(1)详细分析了ABX3晶体结构中A、B、X位点调控对带隙的影响机制，特别是通过卤化物(I⁻、Br⁻、Cl⁻)掺杂实现1.6-1.9 eV带隙精确调控的策略
2. 稳定性提升策略：
(1)系统阐述了光诱导相分离、卤化物迁移等降解机制，并提出了伪卤素工程、晶格应变调控等创新性稳定策略。
3. 结晶动力学调控：
(1)全面比较了钙钛矿/硅、全钙钛矿、钙钛矿/有机和钙钛矿/CIGS四种主流叠层配置的性能特点与产业化前景。
(2)钙钛矿/硅叠层电池效率达34.6%，全钙钛矿叠层效率突破30.1%，展现了轻量化、低成本的优势。三结钙钛矿叠层(如钙钛矿/钙钛矿/硅)通过伪卤素调控，实现了27.1%的认证效率。
深度精读
总结
该综述系统总结了WBG钙钛矿在串联太阳能电池中的核心作用，通过材料创新(如伪卤素工程、碱金属掺杂)和界面优化(如SAM、2D/3D异质结)，显著提升了效率与稳定性。未来研究需进一步解决大面积制备的均匀性、长期环境稳定性及多结集成工艺问题。钙钛矿串联技术正逐步从实验室走向商业化，有望推动光伏产业迈向更高效率与更低成本的新时代。
文献来源
C. Luo, H. Gu, B. Zhang, S. M. Park, M. Wei, Y. Hou, Perovskite Tandems: the Next Big Leap in Photovoltaic Technology. Adv. Mater. 2025, e08331.
https://doi.org/10.1002/adma.202508331
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