近日，東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院李崇文教授團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦/硅疊層太陽(yáng)能電池方面取得重要進(jìn)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(yáng)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(yáng)能電池的極限。盡管目前實(shí)驗(yàn)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(yuǎn)低于其理論上限。此外，長(zhǎng)期運(yùn)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(shí)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(lái)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(yáng)能電池的最新研究進(jìn)展，重點(diǎn)關(guān)注效率、穩(wěn)定性和規(guī)模化三大關(guān)鍵領(lǐng)域，并對(duì)未來(lái)發(fā)展方向和商業(yè)化前景進(jìn)行了展望。

文章亮點(diǎn)

效率突破與損失機(jī)制：鈣鈦礦/硅疊層太陽(yáng)能電池的經(jīng)認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室效率超過(guò) 34%。，但通過(guò)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(dá)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(wèn)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(gè)重大挑戰(zhàn)，盡管已經(jīng)進(jìn)行了初步的戶(hù)外測(cè)試，但混合鹵化物鈣鈦礦的相分離問(wèn)題、高溫高濕環(huán)境下的性能衰減以及封裝技術(shù)的改進(jìn)仍是挑戰(zhàn)。