钙钛矿层

牛津大学的一位研究人员发现，透明导电电极可使钙钛矿-硅叠层太阳能电池效率降低超过2%，损失与电阻、光学效应和几何因子权衡有关。基于此，Bonilla提出了一个统一的光学-电气模型，考虑了双端钙钛矿-硅叠层太阳能电池设计中的这些因素。而叠层电池通常采用中间或者背TCEs，这进一步降低性能。据Bonilla称，这些损失与实验结果一致，显示在氧化铟锡沉积、抗反射涂层或原子层沉积屏障层中微调，直接导致先进叠层电池的性能可测量提升。

香港理工大学杨光，李刚&深圳理工大学白杨明确了宽带隙钙钛矿开路电压损失的根本原因，即其表面区域分布的移动缺陷。这两种策略的协同集成，使钙钛矿-有机叠层太阳能电池的效率突破25%，同时实现了更强的运行稳定性。进一步，创新性地采用溶液加工的氧化石墨烯作为中间连接层，成功构建了钙钛矿-有机叠层太阳能电池，实现了25.03%的稳定效率，且器件表现出良好的可重复性。

柔性全钙钛矿叠层太阳能电池（TSC）有望为便携和航空航天应用提供轻量化电源，但其性能仍受限于窄带隙（NBG）子电池中的界面损耗，尤其是源自聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）的损失。

钙钛矿/ 硅叠层太阳能电池是突破单结电池效率极限的核心技术路径，其中宽带隙（WBG）钙钛矿顶电池的性能直接决定叠层器件的最终表现。为匹配硅底电池的电流输出，宽带隙钙钛矿需引入高溴含量和Rb 合金化，但这会导致结晶动力学过快、相分离严重，形成δ-RbPbI₃等非钙钛矿副相，大幅降低器件效率与稳定性。

面向织构化钙钛矿/硅叠层太阳能电池中自组装分子（SAM）在粗糙表面覆盖不均、电荷提取效率受限的关键挑战，德国慕尼黑大学、南方科技大学、香港城市大学等多国联合团队创新性提出溴功能化共轭连接体自组装分子设计策略。该研究通过精准调控SAM分子结构，引入溴原子增强界面钝化，并采用共轭芳香连接体促进分子紧密堆积，从而在工业级CZ硅片上实现了高效稳定的钙钛矿/硅叠层电池。研究团队首先发现商用SAM材料4PADCB中的微量溴杂质意外提升了器件性能，进而设计合成了溴取代类似物Bz-PhpPABrCz，并与非溴化分子Bz-PhpPACz形成二元混合SAM体系。该混合SAM在织构硅表面展现出优异的覆盖均匀性、增强的电荷提取能力和显著的界面缺陷钝化效果。基于此，研究团队在织构化CZ硅底电池上制备的钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现了31.4%的认证效率，并展现了卓越的运行稳定性。该研究以"Enhanced charge extraction in textured perovskite-silicon tandem solar cells via molecular contact functionalization"为题发表在能源领域顶级期刊《Joule》上。

中国研究人员开发了采用立体互补界面设计的钙钛矿-硅叠层太阳能电池，实现32.12%的认证效率并提升长期稳定性。该策略优化了钙钛矿晶格中的分子适配，提高了电荷传输和器件寿命。

倒置型钙钛矿太阳能电池（p-i-n pero-SCs）采用氧化镍（NiOx）与自组装单分子层（SAM）作为空穴传输层（HTL），已展现出较高的光电转换效率（PCE）。然而，NiOx表面镍价态的多样性给高质量SAM HTL的构建带来了复杂性。

金属卤化物钙钛矿-硅叠层太阳能电池为突破单结器件的效率极限提供了有前景的路径，其中宽带隙（WBG）钙钛矿顶电池的优化仍是关键。

12月14日，位于天合光能的光伏科学与技术全国重点实验室宣布，其与怀柔实验室合作研发的210×105 mm²大面积钙钛矿/晶体硅叠层电池，经德国夫琅禾费太阳能研究所下属检测实验室(Fraunhofer ISE CalLab)权威认证，最高转换效率达到32.6%，刷新该尺寸叠层电池效率世界纪录。同时，基于此电池集成的面积为3.1 m²的工业化标准尺寸叠层组件，经TÜV南德意志集团(TÜV SÜD)认证，输出功率达865W，亦刷新了全球光伏组件功率的世界纪录，这标志着中国在下一代高效光伏技术领域取得里程碑式突破。

屋顶太阳能电池板通常由晶体硅制成，其光电转换效率约为 25%。金属卤化物钙钛矿作为一类半导体材料，被认为是极具潜力的下一代太阳能电池材料，有望实现单晶硅电池难以企及的转换效率。采用钙钛矿制备叠层太阳能电池是一种前景尤为广阔的技术路径，这类电池的核心设计是将多种不同的光活性材料进行分层堆叠。