减少钙钛矿/电子传输层界面的非辐射复合是实现高性能稳定钙钛矿/硅叠层太阳能电池的关键挑战。
本研究分析了能量损失，并设计了双层钝化策略以提升叠层电池的性能与耐久性。实验结果表明，该双层钝化策略可精确调控钙钛矿能级排列、降低缺陷密度并抑制界面非辐射复合。此外，原子层沉积的AlOₓ在钙钛矿晶粒表面形成均匀薄膜，同时在晶界处形成岛状结构，为后续PDAI₂沉积提供了纳米级局部接触区域。该结构在充当离子扩散阻挡层的同时，实现了适度的n型掺杂，提升了电荷抽取与传输效率。采用AlOₓ/PDAI₂处理的单片式钙钛矿/硅叠层太阳能电池，在使用基于Q CELLS Q.ANTUM技术制备的工业硅底电池上，实现了31.6% 的光电转换效率（认证效率为30.8%）。
此外，该器件在25°C下进行最大功率点跟踪1000小时后，仍保持95%的初始效率。
文章亮点
- 提出AlOₓ/PDAI₂双层钝化策略：结合ALD-AlOₓ的致密钝化与PDAI₂的n型掺杂能力，协同降低界面非辐射复合损失，显著提升Voc与FF。
- 实现工业硅底电池上的高效叠层器件：采用Q CELLS工业硅底电池，认证效率达30.8%（实验室最高31.6%），是迄今基于工业硅路线的顶级性能之一。
- 兼具优异稳定性：器件在85°C暗态存储1000小时后保持92%初始效率，在MPPT运行1000小时后仍保持95%，展现出卓越的操作稳定性。
Fang, L., Ren, M., Li, B. et al. Interfacial design strategies for stable and high-performance perovskite/silicon tandem solar cells on industrial silicon cells. Nat Commun 16, 8881 (2025).
https://doi.org/10.1038/s41467-025-64467-y
