市售单结光伏器件的能量转换效率已接近理论极限(约29%)。相比之下,多结太阳能电池通过叠加带隙互补的吸光材料,有望实现更高效率。
2025年9月15日,新加坡国立大学侯毅与中科院深圳先进院王在伟在《Nature Reviews Clean Technology》发表综述,系统评述了钙钛矿基多结太阳能电池的研究进展。其中,钙钛矿-钙钛矿-硅三结太阳能电池(TJSC)的实测效率已达27.62%,理论极限可达44.3%。金属卤化物钙钛矿因其可调带隙和兼容大面积制备工艺,成为构建高效叠层电池的理想选择,可直接沉积于硅基底之上。
然而,面向多结应用设计的钙钛矿材料在成膜过程中易出现结晶不均,且在环境暴露下可能发生相分离,影响器件效率与稳定性。通过引入锡元素或离子/配体掺杂等方式优化组分,有助于提升单结性能及整体器件稳定性。
研究表明,钙钛矿基三结电池在实际光照条件下的年发电量可达895 kWh/m²,展现出广阔的应用前景。未来突破方向包括:降低开路电压损耗、优化中间层带隙匹配、提升制造工艺的可重复性与可扩展性,推动该技术从实验室走向产业化。
图文概览


