硅叠层太阳能电池

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。采用AlO/PDAI处理的单片式钙钛矿/硅叠层太阳能电池，在使用基于QCELLSQ.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。

宽带隙钙钛矿在实现高效钙钛矿/硅叠层太阳能电池方面潜力巨大，然而钙钛矿/电子选择性接触界面的能量损失仍是限制其效率提升的关键瓶颈。更重要的是，该笼状阳离子可诱导形成面内取向的纯相准二维钙钛矿，并表现出显著铁电效应，通过提升表面功函数促进载流子分离与提取。

倒置钙钛矿太阳能电池因钙钛矿表面及功能层间的非辐射复合而面临性能限制。两者协同使钙钛矿准费米能级分裂均质提升约100mV。基于此，两端钙钛矿-硅叠层电池在1cm器件上实现认证开路电压2V，效率超过31%。该钝化策略具备良好扩展性，60cm活性面积的均质钝化器件获得认证效率28.9%。叠层器件高性能与稳定性兼顾：1cm钙钛矿-硅叠层电池认证效率达31.6%，开路电压突破2V，并在暗态氮气环境中展现良好稳定性，为大面积产业化提供可靠路径。

本文浙江大学杭鹏杰和余学功等人提出了一种在二维钙钛矿中间层中引入n型调控的策略，通过将SbCl掺入PEAI基二维钙钛矿中，实现了2D层的n型掺杂，显著提升了电子密度，构建了增强的场效应以优化钙钛矿/C界面的钝化效果。叠层效率突破33%：单结宽带隙钙钛矿电池效率达23.20%，钙钛矿-硅叠层电池效率达33.10%，是目前报道的最高效率之一。

随着全球对清洁能源需求的不断增长，太阳能作为一种可再生、无污染的能源受到了广泛关注。钙钛矿/硅叠层太阳能电池因其兼具高效率和低成本的潜力，成为了光伏领域的研究热点。传统单结硅太阳能电池虽然技术成熟，但其理论效率极限约为29%，难以满足日益增长的能源需求。而钙钛矿材料具有优异的光电性能，如高吸光系数、长载流子扩散长度等，将其与硅电池结合，有望突破单结电池的效率瓶颈。

近日，东南大学电子科学与工程学院李崇文教授团队在钙钛矿/硅叠层太阳能电池方面取得重要进展。本文香港理工大学杨光、李刚联合东南大学李崇文、北卡罗来纳大学教堂山分校黄劲松等科学家综述了钙钛矿/硅叠层太阳能电池的最新研究进展，重点关注效率、稳定性和规模化三大关键领域，并对未来发展方向和商业化前景进行了展望。文章亮点效率突破与损失机制：钙钛矿/硅叠层太阳能电池的经认证的实验室效率超过34%。

研究人员制作的钙钛矿硅串联太阳能电池的图像。为了突破这一天花板，科学家们正在探索钙钛矿硅叠层太阳能电池，它们结合了钙钛矿顶层和硅底层，可以捕获更广泛的阳光并有望获得更高的性能。他们表明，钙钛矿顶部电池的表面钝化可以在纹理硅上进行，这种类型已经用于大规模生产。钝化在钙钛矿中的工作方式不同研究人员还揭示了钝化在不同材料之间的行为方式的差异。在钙钛矿中，它会影响整个吸收层。

通过减少载流子传输损失、提高选择性和抑制非辐射复合，可显著提升钙钛矿/硅叠层太阳能电池的效率和稳定性。同时，这种场效应钝化提高了整个本征钙钛矿吸收层中的电子浓度，增强了导电性并减少了传输损失。最终，我们实现了高性能全绒面钙钛矿/硅叠层太阳能电池，在1-sunAML5G条件下实现了33.1%的转换效率，开路电压达2.01伏，并在红海沿岸表现出优异的户外稳定性。

稳定高效的钙钛矿-硅叠层太阳能电池的快速发展需要合适的测量方法来量化其电学损失。本文提出了一种子电池分辨的Suns-VOC测量方法，用于量化传输损失;以及空间分辨的Suns-PLSuns-PL成像测量方法，用于量化填充因子和选择性损失。此外，我们明确了损失机制的术语，以便清晰识别电学损失。文章亮点：1.提出子电池分辨的Suns-VOCSuns-VOC测量方法：首次实现对钙钛矿-硅叠层电池中各子电池的传输损失进行精确量化，避免了传统方法中因反向偏压导致的钙钛矿降解问题。

钙钛矿/硅叠层太阳能电池为实现太阳能转换领域无与伦比的效率与成本效益提供了最先进的解决方案。最终，所制备的钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现了31.57%的超高效率，跻身叠层太阳能电池效率最高水平之列，同时在户外条件下展现出卓越的长期稳定性。本研究为有机添加剂的开发及叠层太阳能电池的优化提供了创新性视角。