研究目的
为证明在平面硅衬底上制备的串联电池中，采用由纳米晶氧化硅构成的光学中间层可显著降低红外反射损耗，从而提升硅底电池的光电流吸收。
研究成果
在单片钙钛矿/硅异质结叠层电池的顶部和底部电池之间引入优化的nc-SiOx:H中间层，可显著提高底部电池的电流密度。最佳叠层器件实现了经认证的25.2%转换效率，总电流密度高达38.7 mA cm?2。
研究不足
该研究受限于底电池当前存在的失配问题，且钙钛矿顶电池需经过谨慎改进与优化才能实现更高的光电转换效率。
在效率超过25%的单片钙钛矿/硅异质结串联太阳能电池中，利用纳米晶氧化硅中间层实现红外光管理
DOI：10.1002/aenm.201803241
期刊：Advanced Energy Materials
出版年份：2019
更新时间：2025-10-22 19:40:53
摘要：
钙钛矿/硅叠层太阳能电池因其有望突破晶硅（Si）单结效率极限而备受关注。然而，与透明导电氧化物和钙钛矿吸光层相比，硅材料相对较高的光学折射率会导致单片式（两端）器件中电池内部结区产生显著反射损耗。因此，光管理对提升硅底电池的光电流吸收至关重要。研究表明，在平面硅衬底上制备的叠层电池中，采用纳米晶氧化硅光学中间层可显著降低红外反射损耗。实验证实，当中间层厚度为110纳米且折射率为2.6（800纳米波长处）时，硅底电池可获得1.4 mA cm?2的电流增益。在AM1.5G光照条件下，性能最优的1平方厘米钙钛矿/硅单片叠层电池实现了38.7 mA cm?2的总电流密度（顶电池+底电池），并获得了25.2%的认证稳态转换效率。
作者：
Luana Mazzarella，Yen-Hung Lin，Simon Kirner，Anna B. Morales-Vilches，Lars Korte，Steve Albrecht，Ed Crossland，Bernd Stannowski，Chris Case，Henry J. Snaith，Rutger Schlatmann
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