近日，東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)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(guān)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(shù)，其能量轉(zhuǎn)換效率已超越傳統(tǒng)單結(jié)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(shù)挑戰(zhàn)也亟待解決，以實現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)化。

本文香港理工大學(xué)楊光、李剛聯(lián)合東南大學(xué)李崇文、北卡羅來納大學(xué)教堂山分校黃勁松等科學(xué)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(guān)注效率、穩(wěn)定性和規(guī)模化三大關(guān)鍵領(lǐng)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(xué)和電學(xué)損耗（如減少反射和非輻射復(fù)合），其效率仍有提升空間，理論極限可達45.1%。

規(guī)?；魬?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(shù)的改進仍是挑戰(zhàn)。