硅光子

晶硅-钙钛矿叠层太阳电池因其有望超越单结电池的肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)效率极限，而成为当前全球先进光伏技术研究的热点。受制于短波光子的热驰豫损失，传统晶硅单结太阳电池
效率的进一步提升面临瓶颈。为此，科学家们提出将宽带隙钙钛矿与晶硅集成，通过构建串联叠层太阳电池，有效减少载流子热驰豫损失，充分利用太阳光能，实现光电转换效率的突破。叠层太阳电池被公认为下一代超高效先进

、电磁辐射：被误解的"隐形杀手"1. 物理本质：非电离辐射的温和特性光伏发电的核心是半导体光生伏特效应。当太阳光穿透光伏板表面的抗反射涂层(通常为氮化硅或二氧化钛)，能量超过硅禁带宽度的光子(波长1.1μm

，如硅等构成。当太阳光照射到这些材料上时，光子会激发电子产生运动，进而形成电流。这一过程无需燃烧燃料，也不会产生污染物，是一种极为环保的发电方式。光伏发电系统的核心组件包括太阳能电池板和逆变器。电池板
负责将太阳能转化为直流电，而逆变器则将直流电转换为交流电，供家庭或工业使用。二、光伏发电对人体有无伤害?物理层面的安全性从物理角度来看，光伏发电系统本身对人体是安全的。太阳能电池板的材料多为硅等安全

半导体材料的光生伏特效应。当太阳光子穿透光伏板表面的防反射涂层(通常为氮化硅或二氧化钛)，能量超过硅材料禁带宽度的光子(波长小于1.1μm)会激发电子-空穴对。这些载流子在内建电场作用下分离，形成

的影响，首先得了解光伏发电的工作原理。光伏发电基于半导体材料的光伏效应。当太阳光照射硅基太阳能电池时，光子激发半导体中的电子，在 PN 结内建电场作用下，电子与空穴分离并定向移动，N 型区积累电子、P

一、引言：传统理论的突破者——激子倍增光伏技术作为可再生能源的核心方向，其能量转换效率始终是研究重点。在早期科学家的认知中，一个光子通常只能激发单个电子-空穴对(激子)，对应单结硅基太阳电池的理论
光子可产生多个激子，实现载流子倍增效应，理论上可将光伏效率提升至44%以上。下面将介绍载流子倍增技术的核心原理——激子分裂。二、激子倍增技术的核心——激子分裂图1 无机量子点(a)和有机物(b)的激子

前瞻性视野布局“一主三翼”技术创新战略，以TOPCon技术为核心，结合DBC、TSiP钙钛矿/硅叠层、SFOS硅基多光子倍增电池技术，不断突破技术瓶颈，电池效率剑指40%目标。凭借卓越的技术实力与市场

可调的钙钛矿材料，可将两个或多个能带互补的子电池集成于单一器件(如框1所示)，该技术通过减少光子热化损失，使认证能量转换效率(PCE)突破30%，显著优于单结硅基(27.4%)和钙钛矿(26.7
近年来，光伏产业在成本大幅降低、效率持续提升和系统寿命延长的推动下取得显著进展，已成为最具竞争力的可再生能源之一。然而随着硅基光伏技术日趋成熟，晶硅(c-Si)电池27.4%(目前最高为27.81%了

晶硅太阳能电池由于带隙约为1.1 eV，其肖克利–奎塞尔(SQ)极限效率约为30%。当前世界纪录的背接触异质结电池效率已达27.3%，接近理论极限。然而常规单结电池存在严重的光谱失配损失：高能光子
，对于Eg=1.1 eV的硅电池，在适当反射结构下，结合上转换材料可达到约40.2%的转换效率。这些研究都表明，光子倍增技术具有突破SQ极限的潜力。图1 量子裁剪示例及其在晶硅电池中的应用：图1