在单片钙钛矿/有机叠层太阳能电池中,宽带隙钙钛矿面临着诸多挑战,例如晶体生长不受控、严重的缺陷陷阱、能量对齐不佳以及不理想的相变,这些主要归因于底部界面接触不佳。这些问题导致能量损耗和器件性能退化。
基于此,2025年3月13日,香港理工大学李刚、任志伟、美国加利州大学洛杉矶分校杨阳等人在国际知名期刊Nature Energy发表题为《Inorganic perovskite/organic tandem solar cells with 25.1% certified efficiency via bottom contact modulation》的研究论文。
在本文中,作者合成了酸性镁掺杂的二氧化锡量子点,以调节宽带隙CsPbI₂Br钙钛矿太阳能电池的底部界面接触。这一设计平衡了物理、化学、结构和能量特性,钝化了缺陷,优化了能带对齐,增强了钙钛矿薄膜的生长,并缓解了不稳定性。作者还阐明了由碱性基底的二氧化锡底部接触引起的不稳定机制,强调了二氧化锡溶液的酸碱性质对器件稳定性和性能的影响。
因此,宽带隙CsPbI₂Br太阳能电池实现了19.2%的光电转换效率,开路电压为1.44伏特。钙钛矿/有机叠层太阳能电池实现了25.9%的效率(经认证为25.1%),并且在各种条件下表现出更好的稳定性。
Han, Y., Fu, J., Ren, Z. et al. Inorganic perovskite/organic tandem solar cells with 25.1% certified efficiency via bottom contact modulation. Nat Energy (2025). https://doi.org/10.1038/s41560-025-01742-8
