硅叠层太阳能电池

通威太阳能、电子科技大学与国家计量与测试技术研究院的研究人员，系统探究了宽能隙钙钛矿在织构硅衬底上的结晶控制机制，并据此提出了一种可提升叠层太阳能电池性能的优化方案。研究人员改进了两步蒸发—溶液钙钛矿结晶和成膜方法—提供了一种简单有效的策略来应对全纹理串联电池均匀成膜的挑战。由此产生的电池实现了31.58%的转换效率，这一数值对于基于商业硅的叠层电池而言，无疑是令人瞩目的高效表现。

文章概述本研究报道了一种新型的钙钛矿-硅串联太阳能电池结构，通过在工业纹理硅基底上构建类似冰山的金字塔形貌，实现了33.15%的认证转换效率。该研究为工业兼容的高效稳定钙钛矿-硅串联太阳能电池提供了新思路。SEM图像显示，传统ITS基底上钙钛矿无法完全覆盖金字塔尖端，而SiOx填充形成的"冰山式"结构使钙钛矿获得类似平面基底的均匀沉积。这些结果证实SiOx填充强化了金字塔谷底的界面质量，有效提升了器件稳定性。

本研究中国科学院张丽萍，武汉大学余桢华、柯维俊和方国家等人通过在WBG钙钛矿前驱体中引入3,3-二氟吡咯烷盐酸盐和硫氰酸胍，设计了一种底部定向沉积的一维钙钛矿组装体，构建了异质结结构。最终，1.67eV的钙钛矿太阳能电池实现了1.284V的开路电压和23.29%的功率转换效率，在持续光照983小时后仍保持初始性能的90%。优化后的叠层器件VOC达到1.913V，稳态PCE为31.37%，为高效稳定的叠层光伏技术提供了新路径。

浙江大学和浙江爱光太阳能科技的研究人员解释说，虽然钙钛矿-硅叠层光伏电池很有吸引力，但实现利用金字塔尺寸大于 2 μm 的工业纹理硅 (ITS) 的高效叠层架构仍然是一项重大挑战。这种纹理表面使后续空穴选择层沉积的均匀覆盖和钙钛矿的高质量沉积变得复杂，最终导致叠层器件的显著接触损耗。

近日，成都高新区生态环境和城市管理局发布多个项目的环评文件审批决定。据悉，该项目为首次申报的扩建项目，主要进行晶硅钙钛矿叠层太阳能电池研发，总投资1900万元，项目预计新增6万片/年标准硅电池片研发规模。

在钙钛矿太阳能电池商业化的进程中，实现大面积、高质量钙钛矿薄膜制备始终是一项挑战。近日，《AdvancedMaterials》发表最新研究，提出通过调控成核过程，在商业纹理硅电池基底上构筑高效率叠层太阳能电池，其效率高达28.28%，为钙钛矿/硅叠层器件的大规模制备开辟了新路径。

钙钛矿材料易于溶液处理，加上叠层结构的高效潜力和成熟的硅材料基础架构，使得钙钛矿/硅叠层在推进经济高效、高性能光伏技术方面极具吸引力。鉴于此，2025年7月13日四川大学赵德威&广东工业大学袁中柯于InfoMat刊发自组装单分子层加速钙钛矿/硅叠层太阳能电池的综述，本文概述了叠层器件中宽带隙钙钛矿子电池所用传统空穴传输材料的局限性。最后，重点讨论并评述了自组装单分子层在钙钛矿/硅叠层中的应用及其挑战。

氧化镍作为空穴传输层，通过磁控溅射沉积具有高稳定性、低成本、高重复性和可扩展性等优势，适用于钙钛矿及叠层太阳能电池。本研究苏州大学张晓宏和杨新波等人通过原位偏压等离子体处理重构溅射NiO表面，实现了更光滑、更致密的表面形貌及可控的Ni/Ni比例。BPT处理显著提升了NiO的电导率，抑制了非辐射复合，优化了能带排列，并促进了钙钛矿的结晶性。