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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
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。
关键词： 单片钙钛矿/硅叠层太阳能电池、红外光电流吸收、纳米晶氧化硅中间层
更新于2025-10-22 19:40:53
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单片钙钛矿/硅串联太阳能电池中的光管理
摘要： 钙钛矿/硅叠层太阳能电池（TSCs），尤其是已实现28%创纪录效率的双端结构，展现出成为低成本高效硅基光伏替代品的巨大潜力。大量光学模拟表明，实现超过30%的效率完全可行，而单片式钙钛矿/硅叠层电池中的超高效光管理正是实现这一目标的关键前提。本综述系统分析了反射损耗、寄生吸收及电流失配等各类光学损失形式，以深入理解钙钛矿/硅叠层电池的性能机制。特别地，基于菲涅尔方程推导出的简易折射率匹配规则被提出，可作为材料选择与器件设计的基础依据。同时，本文重点综述了当前单片式钙钛矿/硅叠层电池的策略与挑战，包括钙钛矿带隙工程与光捕获方法，旨在为叠层器件性能的进一步提升提供指导。
关键词： 减反射、光管理、寄生吸收、光捕获、电流匹配、单片钙钛矿/硅叠层太阳能电池
更新于2025-09-19 17:13:59