陈红征&杨德仁：超宽禁带 FAPbBr₃基4T钙钛矿/硅叠层太阳能电池

主要内容

钙钛矿/晶体硅四端（4T）叠层太阳能电池（TSCs）虽具备巨大商业化潜力，但目前常用的中带隙（1.50–1.80 eV）钙钛矿子电池存在稳定性差的问题，且其发电量占总输出的比例偏高（约60%），这使稳定性难题成为制约器件发展的一大挑战。

针对该问题，浙江大学陈红征、杨德仁、余学功和左立见等人设计了超宽禁带（UWBG, >2.0 eV）FAPbBr₃子电池，实现了将主要发电量转移至晶体硅子电池，同时保持器件的高效率。SQ极限计算表明，该结构叠层电池的最高效率可达43%左右，其中晶体硅子电池的发电量占比超过60%。

此外，研究团队开发了路易斯碱/酸双钝化策略，可有效抑制FAPbBr₃中的缺陷，使该单结子电池的光电转换效率达到10.76%的优异水平，同时实现了1.63 V的开路电压纪录与86.67%的填充因子。基于此结构的4T钙钛矿/晶体硅叠层电池效率达到29.62%，且晶体硅子电池的发电量占比提升至66.61%。

该团队通过将不透明银背电极替换为铟锌氧化物（IZO），制备出高性能半透明钙钛矿太阳能电池，该器件同时实现9.89%的效率与64%的平均可见光透过率，进而获得6.33%的创纪录光利用率。

值得注意的是，FAPbBr₃单结器件在储存4800小时后，仍能保持95%的初始效率；得益于较大的晶格形成能与抗溴离子氧化特性，这类电池的T₉₅寿命更可达约5000小时（T₉₅指效率保持初始值95%的时长）。

综上，本研究开发的超宽禁带FAPbBr₃基4T叠层电池结构，不仅实现了接近29.62%的高效率，还大幅提升晶体硅子电池发电量占比至70%左右，为制备高稳定性、可商业化的钙钛矿/晶体硅四端叠层电池提供了切实可行的技术路径。

文献信息

Ultrawide-BandgapFAPbBr3-BasedFour-TerminalPerovskite/SiliconTandemSolarCell

YingwuTao，TieZhang，DaoyongZhang，JiajunWang，ChengjunFang，PengjieHang，ZijiaLi，GangWu，XuegongYu，DerenYang，HongzhengChen，LijianZuo

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.5c05233