钙钛矿/晶硅叠层光伏电池

有机无机杂化钙钛矿材料作为薄膜太阳能电池的吸光层，具有制备工艺简单、缺陷容忍度高、带隙可调等优点，典型体系有甲胺铅碘（MAPbI3）、甲脒铅碘（FAPbI3）等，是目前最先进的光伏材料。仅十余年时间，钙钛矿单结光伏电池的光电转换效率就从3.8%迅速提升至25.5%，接近了硅基太阳电池的效率记录。钙钛矿半导体材料是化合物，其带隙可以通过组分的调整在1.2 eV-3.2 eV之间调节。将钙钛矿材料的带隙调整至约1.68 eV，与带隙为1.12 eV的晶硅材料组成叠层光伏电池，钙钛矿作为顶电池吸收短波长高能量光子，晶硅作为底电池吸收长波长低能量光子。不同带隙的子电池吸收不同波段的光线可以降低光生载流子的热弛豫损失，有效提高光伏电池的光电转换效率。

 

钙钛矿/晶硅叠层光伏电池可理解为传统的晶硅光伏电池技术的升级，从晶硅单结（单一半导体材料）电池升级到叠层电池（两种半导体材料串联）的结构。钙钛矿/晶硅双结叠层光伏电池的理论效率极限可提升至42.5%，实际的实验室效率记录已达到29.52%，已超过单结晶硅理论极限。基于此，钙钛矿/晶硅叠层光伏电池可突破原有的效率极限，进而大幅度降低整体发电成本。

​

目前曜能科技团队自主研发的小面积钙钛矿/晶硅两电极叠层电池器件效率已超过 32%，大面积稳态效率已达到30.44%，为目前全球报道的大面积叠层电池最高效率。