東南大學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

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)。