来自柏林亥姆霍兹中心 (HZB) 和沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学 (KAUST) 的一组研究人员生产了一种钙钛矿-硅串联太阳能电池，可实现高效的电荷提取和界面钝化。
该研究的主要作者、来自 KAUST 的 Stefaan De Wolf 向《光伏》杂志解释道：“钙钛矿-硅串联材料令人信服地展示了其高性能潜力，许多团队现在的效率已超过 30%。”然而，将这些结果从实验室规模转移到工业过程是一个挑战。 “在这里，我们展示了使用刀片涂层钙钛矿时经认证的效率超过 31%。由于与二维钙钛矿的接触钝化，串联电池表现出更高的性能。”
在最近发表在《焦耳》杂志上的“通过界面工程实现高效刀片涂层钙钛矿/硅串联”的研究中，科学家们解释说，他们使用刀片而不是旋涂，因为后者目前由于吞吐量有限而存在结垢问题。特别是，它用于将 3D 钙钛矿沉积在电池的 2D 钙钛矿层上，该电池具有倒置的 pin 器件配置。
“通过调整在 3D 钙钛矿之前制造的 2D 钙钛矿薄膜的目标尺寸，我们最大限度地减少了底部界面的能级失配，实现了高效的空穴提取，并减少了片材涂层引脚组件的功率损耗，”科学家。他们发现这种配置使顶部钙钛矿元件的效率为 22.6%，开路电压为 1.23 伏，填充因子为 82%。
面积为一平方厘米的串联电池
利用这种配置，研究小组构建了一个一平方厘米的封装串联电池，该电池基于氧化铟锡(ITO)基板、多层非晶硅(a-Si)、晶体硅吸收体、透明氧化铟锌( IZO)背接触、2D钙钛矿层、刀片涂覆的3D钙钛矿层、对苯二胺碘化物(PDAI)层、由热蒸发巴克明斯特富勒烯(C60)制成的电子传输层(ETL)、氧化锡(SnO2)层、另一个 IZO 层、基于氟化镁 (MgF2) 的抗反射层和银金属接触层。
在标准辐照条件下进行测试，该串联电池还表明，在“1 太阳”太阳辐射下，它可以在 1,700 小时内保持原始效率的 80% 左右。 “我们采用坚固的钙钛矿成分和较低的二维界面的整体策略，使叶片涂层串联电池首次在文献中获得认证，在弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 (ISE) 测得的效率为 31.2%。 ”科学家们说。
阿卜杜拉国王科技大学去年 8 月宣布，使用一种名为四氢三嗪的新型钙钛矿添加剂，钙钛矿-硅串联电池的效率达到了 33.7%。 2021年，HZB宣布生产出效率为29.8%的钙钛矿-硅串联电池，这在当时是该电池架构的世界纪录。
