采用下转换材料增强紫外稳定性的大面积23%高效单片钙钛矿/同质结硅串联太阳能电池

摘要： 钙钛矿电池作为硅基叠层电池的顶电池时，其"向阳面"载流子传输层受紫外线诱导降解及寄生紫外吸收影响，会损害器件稳定性和电学性能。本研究通过在单片钙钛矿/硅叠层电池正面引入含下转换材料(Ba,Sr)?SiO?:Eu2?微米荧光粉的纹理聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜来解决这些问题。该薄膜具有多重功能：为顶电池提供减反射控制、增强硅电池的光捕获能力，同时高效吸收紫外光并发射绿光（具有高量子产率）。将该薄膜应用于4 cm2单片钙钛矿/硅叠层太阳能电池后，功率转换效率从基准器件（无任何减反膜）的20.1%提升至仅含减反膜的22.3%，最终达到含下转换与减反复合膜的23.1%。冠军器件实现的23.0%稳态效率及81%的高填充因子，是目前采用同质结硅底电池的单片钙钛矿/硅叠层器件中的最高纪录。此外，连续紫外辐照测试表明，这种复合下转换减反膜显著提升了叠层器件的紫外稳定性。本研究为提升大面积钙钛矿/硅叠层电池的效率和稳定性提供了创新解决方案。