廈門大學(xué)鄭將輝/陳忠Nature Nanotechnology丨調(diào)控納米尺度界面助力鈣鈦礦-鈣鈦礦-硅三結(jié)太陽(yáng)能電池

三結(jié)太陽(yáng)能電池在理論上其功率轉(zhuǎn)換效率優(yōu)于雙結(jié)和單結(jié)電池，然而實(shí)際鈣鈦礦-鈣鈦礦-硅器件迄今尚未達(dá)到理論極限和商業(yè)化目標(biāo)。

2025年10月7日，悉尼大學(xué)/新南威爾士大學(xué)（UNSW）Anita W. Y. Ho-Baillie、廈門大學(xué)陳忠團(tuán)隊(duì)合作在Nature Nanotechnology期刊發(fā)表題為“Tailoring nanoscale interfaces for perovskite–perovskite–silicon triple-junction solar cells”的研究論文，悉尼大學(xué)/新南威爾士大學(xué)/廈門大學(xué)鄭將輝、悉尼大學(xué)Wang Guoliang為論文共同第一作者，鄭將輝、深圳黑晶光電技術(shù)有限公司Duan Leiping、陳忠、Anita W. Y. Ho-Baillie為論文共同通訊作者。文章中使用的重要IV/JV測(cè)試光源為本公司明星產(chǎn)品AAA級(jí)LED太陽(yáng)模擬器S-60A（SLSLED-6060A）。

為解決頂部鈣鈦礦結(jié)的表面缺陷，該研究引入了哌嗪-1,4-二氯化物處理，以替代穩(wěn)定性較差的氟化鋰。對(duì)于頂部與中間鈣鈦礦結(jié)之間的界面連接，研究人員優(yōu)化了沉積在原子層沉積氧化錫上的金納米顆粒尺寸，以實(shí)現(xiàn)最佳歐姆接觸和最小光學(xué)損耗。應(yīng)用這些策略后，所得冠軍1 cm2三結(jié)電池經(jīng)第三方驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)了27.06%的反向掃描功率轉(zhuǎn)換效率，開路電壓為3.16 V。放大至16 cm2的器件獲得了認(rèn)證的23.3%穩(wěn)態(tài)功率轉(zhuǎn)換效率。通過(guò)消除甲銨并在鈣鈦礦體相中摻入銣，同時(shí)結(jié)合哌嗪-1,4-二氯化物表面層，器件壽命也得到了提升。經(jīng)封裝的1 cm2電池在最大功率點(diǎn)運(yùn)行407小時(shí)后仍保持了初始效率的95%，并且通過(guò)了IEC 61215熱循環(huán)測(cè)試。這些結(jié)果代表了在實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定鈣鈦礦-鈣鈦礦-硅三結(jié)太陽(yáng)能電池方面取得的進(jìn)展。

文章鏈接：

Tailoring nanoscale interfaces for perovskite–perovskite–Silicontriple-junction solar cells

• DOI ：https://doi.org/10.1038/s41565-025-02015-x