近日，中国科学院深圳进步前辈技能研究院研究员王于伟与新加坡国立年夜学传授侯毅互助于《天然综述：清洁技能》发表综述文章。研究职员体系总结了钙钛矿基多结太阳能电池的最新研究进展与将来成长标的目的，为鞭策新一代高效、低成本光伏技能提供了主要的理论依据及成长蓝图。
光伏发电作为实现碳中及的主要能源技能，最近几年来成长迅速。然而，今朝商用的硅基或者钙钛矿单结电池效率已经靠近单结理论极限，进一步晋升空间有限。多结太阳能电池经由过程层叠具备互补带隙的光接收质料，可更高效地使用太阳光谱，被认为是冲破效率瓶颈的要害路径。
钙钛矿质料因其带隙可调、制备成本低、工艺矫捷等上风，被广泛运用在与硅或者其他半导体叠层的多结光伏器件中。但与此同时，该范畴仍面对诸多挑战，例如超宽带隙钙钛矿于光照下易发生相分散，中间层质料电流输出不足，以和层间工艺兼容性差等问题，这些因素制约了器件的进一步成长及范围化运用。
该综述周全梳理了最近几年来钙钛矿-钙钛矿-硅三结太阳能电池的研究进展，并从质料设计、器件布局及运用潜力等方面提出了深切阐发与瞻望。
研究职员指出，超宽带隙钙钛矿是实现三结器件的要害，但其相分散问题严峻。经由过程离子掺杂或者化学组分工程，可有用改善结晶性，按捺卤素离子迁徙，从而晋升开路电压及不变性。抱负的中间层带隙应于1.40至1.50电子伏特之间。铅-锡混淆钙钛矿，以和纯相甲脒铅碘等质料体现出优良的潜力，部门研究已经实现靠近理论值的电流匹配，鞭策了总体效率的晋升；
作为光伏财产的主力，硅电池为叠层提供了坚实的基底。最新的隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）、硅异质结等技能与钙钛矿叠层联合，揭示出更高的转换效率及优良的不变性；合理的互连层不仅要高透明度、低电阻，还有需防止对于基层造成毁伤。经由过程优化透明导电氧化物或者超薄金属层，可以或许实现更高效的电荷输运并削减寄生接收。
模仿成果显示，钙钛矿-钙钛矿-硅三结电池的理论效率可达44三木SEO-.3%，比双结电池39.5%的理论极限超出跨越约5个百分点。于现实天气前提下，该类三结器件的发电量比单结电池晋升33至46%，比双结电池高约8%，揭示出巨年夜的运用潜力。
钙钛矿基多结太阳能电池依附其优秀的光电机能及低成本上风，被视为最有但愿与传统硅光伏联合的下一代高效器件。本研究不仅周全总结了当前研究中的要害科学问题，也明确指出了将来的成长标的目的。
该文章的发表，不仅为科研职员提供了体系性的研究框架及问题导向，也为财产界摸索低成本、高效率的下一代光伏器件提供了技能线路图。将来，钙钛矿多结太阳能电池有望于年夜范围清洁能源出产中阐扬焦点作用，助力“双碳”方针的实现。
相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s44359-025-00103-8
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