近日，東南大學電子科學與工程學院李崇文教授團隊在鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池方面取得重要進展。相關成果以題為 “Towards efficient, scalable and stable perovskite/silicon tandem solar cells” 的論文發(fā)表在期刊《Nature Photonics》上。

鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池（TSCs）作為一種極具前景的光伏技術，其能量轉換效率已超越傳統(tǒng)單結太陽能電池的極限。盡管目前實驗室規(guī)模的器件效率已接近35%，但鈣鈦礦/硅疊層電池的效率仍遠低于其理論上限。此外，長期運行穩(wěn)定性和規(guī)模化生產(chǎn)的技術挑戰(zhàn)也亟待解決，以實現(xiàn)該技術的商業(yè)化。

本文香港理工大學楊光、李剛聯(lián)合東南大學李崇文、北卡羅來納大學教堂山分校黃勁松等科學家綜述了鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池的最新研究進展，重點關注效率、穩(wěn)定性和規(guī)模化三大關鍵領域，并對未來發(fā)展方向和商業(yè)化前景進行了展望。

文章亮點

效率突破與損失機制：鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池的經(jīng)認證的實驗室效率超過 34%。，但通過優(yōu)化光學和電學損耗（如減少反射和非輻射復合），其效率仍有提升空間，理論極限可達45.1%。

規(guī)模化挑戰(zhàn)：盡管小面積器件效率高，但大面積模塊（>10 cm2）的效率仍顯著落后，主要問題在于均勻性和制造工藝（如溶液涂覆和真空沉積的混合方法），難以匹配工業(yè)化生產(chǎn)需求。

穩(wěn)定性難題：鈣鈦礦/硅TSCs的穩(wěn)定性是一個重大挑戰(zhàn)，盡管已經(jīng)進行了初步的戶外測試，但混合鹵化物鈣鈦礦的相分離問題、高溫高濕環(huán)境下的性能衰減以及封裝技術的改進仍是挑戰(zhàn)。