研究目的
通过最小化光学损耗并优化硅子电池的电学模型，探究实现单片钙钛矿/硅叠层太阳能电池超过30%效率的途径。
研究成果
研究表明，通过优化光学和电学性能，钙钛矿/硅叠层太阳能电池的效率可突破30%。关键改进包括减少光学损耗、增强表面钝化效果以及延长硅子电池的体寿命。该研究还指出，多晶硅/氧化硅钝化接触技术具有简化制备工艺并提升性能的潜力。
研究不足
该研究受限于钙钛矿/硅叠层技术的当前发展水平，包括实现高效宽带隙钙钛矿太阳能电池的挑战，以及硅子电池表面钝化和体相寿命仍需进一步改进的需求。
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单片钙钛矿/硅串联太阳能电池：实现超过30%效率的途径
DOI：10.1002/aenm.201902840
期刊：Advanced Energy Materials
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
本文首先回顾了钙钛矿/硅叠层技术的三个关键方面：迄今效率的演进、硅子电池选择的比较以及互联设计策略。基于该综述，通过近期报道的高效钙钛矿/硅叠层系统的光学模拟，提出了减少光学损耗的明确路径——这些优化使具有正面纹理的叠层电流密度达到≈20 mAcm?2。研究重点聚焦于硅子电池的电学建模，以理解其在叠层构型滤光条件下的效率潜力。通过协同提升体寿命（超过4毫秒）和表面钝化质量（使饱和电流密度低于10 fA cm?2），提出可使硅子电池效率绝对值提升1%的可能性。多晶硅/氧化硅钝化接触被推荐作为部分区域背面接触的有前途替代方案，有望进一步简化电池制备并提升器件性能。结合采用先进建模工具对完整叠层结构进行光学建模及对硅子电池进行电学建模，首次完整揭示了钙钛矿/硅叠层技术的实际效率潜力。
作者：
Heping Shen，Daniel Walter，Yiliang Wu，Kean Chern Fong，Daniel A. Jacobs，The Duong，Jun Peng，Klaus Weber，Thomas P. White，Kylie R. Catchpole
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