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与单结太阳能电池相比，双端单片钙钛矿硅串联太阳能电池在功率转换效率(PCE)方面具有巨大的优势。然而，抑制宽带隙钙钛矿/电子传输层界面的界面复合，同时不影响其优越的电荷传输性能，仍然是钙钛矿-硅串联电池面临的一个重大挑战。
2024年9月5日，隆基绿能科技股份有限公司Xu Xixiang、Li Zhenguo、He Bo、Liu Jiang、苏州大学张晓宏、香港理工大学殷骏、中国科学院宁波材料技术与工程研究所Xiao Chuanxiao共同通讯在Nature在线发表题为“Perovskite-silicon tandem solar cells with bilayer interface passivation ”的研究论文，该研究通过利用纳米级离散分布的LiF超薄层，然后再沉积二碘化二铵分子，设计了一种双层交织钝化策略，该策略结合了有效的电子提取和进一步抑制非辐射重组。
几十年来，晶体硅基太阳能电池凭借其卓越的效率、充足的材料供应和长期的可靠性，一直在光伏市场占据主导地位。晶体硅太阳能电池的功率转换效率(PCE)已超过27%，这是隆基绿色能源科技有限公司最近使用商用的CZ (CZ)硅片实现的。然而，硅电池性能的进一步提高主要受到俄歇复合和寄生吸收的限制。为了将PCE提升到新的高度，在硅异质结(SHJ)底部电池上以串联结构集成宽带隙金属卤化物钙钛矿的策略，最大限度地减少载流子热化损耗，已经成为一种非常有效的方法。钙钛矿/硅串联材料已经引起了广泛的关注，最近几个独立认证的PCE超过了31%。目前最先进的高效串联太阳能电池主要采用倒p-i-n结构，结合了低寄生吸收和面向太阳的正面触点上的梯度折射率薄膜结构的优点。然而，p-i-n型钙钛矿器件仍然在钙钛矿/C60界面处遭受强界面复合，导致不希望的大开路电压(Voc)赤字和由此导致的功率输出损失。已经探索了几种方法来解决这个问题，例如通过掺入超薄的LiF或MgFx中间层，以改善波段对准和减少非辐射重组。此外，在钙钛矿表面使用界面封盖层，通常通过铵态配体或功能反应性化合物来实现，对效率和稳定性有积极的影响。在这项工作中，作者展示了一种双层界面钝化策略，可以同时最大化电子传递和空穴阻塞，其中包括掺入薄的LiF层，然后沉积短链二碘化乙二铵(EDAI)分子。该研究在双面织构CZ基硅异质结电池上构建了钙钛矿-硅串联器件，该器件具有前表面轻度织构和后表面重度织构的特点，可同时增强光电流和不影响后部钝化。由此产生的钙钛矿-硅串联获得了独立认证的稳定PCE为33.89%，伴随着令人印象印象的83.0%的填充因子(FF)和48的开路电压(Voc)，接近1.97伏。这是首次报道的双结串联太阳能电池的效率超过单结Shockley-Queisser限制的33.7%。
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07997-7![]()
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