高度掺杂的P++-N++ 结：通过在P型和N型层中引入高浓度的掺杂，形成更窄的耗尽区，从而使电子和空穴更容易隧穿到对方的价带或导带中。传统的多节太阳能电池如砷化镓使用这类ICL。
2.钙钛矿叠层器件中ICL的工作原理：
1）缺陷辅助隧穿（TAT）：
工作原理：在ETL/HTL异质界面中，由于缺乏简并掺杂（P++/N++），电子和空穴的能级不重叠，导致直接隧穿受限。然而，界面中的缺陷态可以为电子和空穴提供一个中间的“跳板”，使它们能够分阶段通过隧穿过程完成载流子的传输。
TAT的具体路径如下：电子先从N型ETL的导带跳入陷阱态。然后，电子从陷阱态隧穿到P型HTL的价带，从而实现电子和空穴的复合。
电流特性：TAT是一种受缺陷态密度控制的电流，其电流的隧穿概率小于直接隧穿。TAT电流曲线类似于传统的过量电流曲线，但在低正向偏压时电流不为零（与直接隧穿的情况不同）。等效电阻大于直接隧穿，这会导致串联电阻增大、功率输出下降。
设计策略：1）提高ETL和HTL的掺杂浓度：高掺杂可增强隧穿概率。2）引入TCO插入层（如ITO或FTO）：通过插入高导电的TCO，增强载流子复合速率，减少界面电阻。
工作原理：在金属-半导体接触的ICL中，超薄金属层（如Ag、Au、Cu）与半导体层（ETL和HTL）直接接触。在金属-半导体界面，场致发射电流主要受热激发的影响。当偏压较小时，场致发射电流表现为隧穿电流，但当前向偏压增大时，因势垒宽度增大，隧穿概率减小，电流转变为热激发电流。
电流特性：在低电压时，载流子直接通过场致发射机制（类似于隧穿）实现传输。在高电压时，由于势垒宽度增加，隧穿概率下降，热电子激发电流开始占主导。当偏压过大时，MS接触的接触电阻迅速增大，这会限制电池的总电流。
设计策略：1)引入高掺杂的ETL/HTL：提高半导体的掺杂水平，减少势垒宽度。2)引入MIS结构（金属-绝缘体-半导体结构）：在金属与半导体之间引入超薄的绝缘层，进一步缩小势垒宽度，增强载流子的隧穿复合。
工作原理：在高掺杂的P++/N++结中，因势垒宽度极窄（< 10 nm），电子可以通过隧穿效应直接从ETL的导带传输到HTL的价带。由于Pe-TSCs中不常用P++/N++结构，这种机制在大多数Pe-TSCs中难以实现。
电流特性：直接隧穿可以使ICL的等效电阻接近零，这是最理想的ICL状态。在传统的多结电池中，电流主要由隧穿电流主导。
设计策略：1）在钙钛矿-硅叠层电池中，使用简并硅P++/N++（如nc-Si:H(n+)/ nc-Si:H(p+)）作为ICL。2）在非硅Pe-TSCs中，直接隧穿难以实现，但可通过重掺杂的ETL/HTL或TCO插入层模拟实现。
3.钙钛矿叠层ICL层载流子的复合机制：上面介绍的是上下子电池光生载流子产生后传输的过程，传输完成后需要进行进一步的复合才能完成串联。这里光生载流子的复合其实LED中光生载流子的复合过程，首先必须满足上下子电池的载流子注入平衡。理论情况下电子空穴应以1：1的比例在ICL复合，但实际运行过程中，载流子往往诸如不平衡，从而导致ICL的复合效率下降，功率损失。
1） 光生载流子注入不平衡的来源：上下子电池的电流不匹配；ETL和HTL的载流子迁移率不匹配；界面缺陷以及费米能级钉扎。
2）载流子不平衡注入对复合过程的影响：
a)载流子堆积：当电子和空穴的注入不平衡时，某一侧的载流子（电子或空穴）堆积在ICL处，这会引起以下后果：ICL的界面处形成了净电荷（负电荷或正电荷）。由于电荷的堆积，在ICL处产生了光生电压，该电压的方向与子电池的光生电压方向相反。这会导致Fermi能级分裂，从而在ICL处形成额外的势垒，抑制电子和空穴的传输。
b)复合效率下降：载流子不平衡导致的复合效率下降表现在以下方面：电子和空穴的复合速率不匹配，使得复合变得“缓慢”，降低了复合效率。由于ICL的复合速率降低，ICL的串联电阻增加，这会导致TSC的填充因子下降。在TRJ中，缺陷辅助的复合过程效率较低，导致复合速率进一步下降。
c) ICL的开路电压损失：由于ICL处的电荷堆积会在界面上形成额外的光生电压该电压与子电池的电压方向相反，导致开路电压损失。
3）解决策略：
电流匹配：通过设计光吸收层的带隙和厚度，确保上下子电池的光生电流密度相等。通过优化上下子电池的结构，使得最大功率点的光生电流相等，减少载流子不平衡注入。
界面工程：钝化界面缺陷：在ICL的界面上引入钝化层，减少缺陷态密度，降低缺陷辅助的复合路径，提升复合速率。Fermi能级的对齐：通过引入插入层（如TCO或MIS结构），消除费米能级钉扎效应。
复合增强：提高复合速率，例如在ETL和HTL中提高掺杂浓度，使载流子复合更高效。通过优化TRJ的设计，增强电子和空穴的能级重叠，增强隧穿复合效应。
优化ETL和HTL的迁移率：选择具有高迁移率的材料，使电子和空穴的传输速率匹配。在ETL和HTL中调整载流子迁移率的平衡，防止ICL处的载流子不平衡注入。
原文链接：https://onlinelibrary-wiley-com.libproxy1.nus.edu.sg/doi/epdf/10.1002/aenm.202404628
内容太长，但依然值得细看，今天先分析这么多，我们下次继续。
