Solar RRL:基于有机-无机杂化钙钛矿的叠层太阳能电池进展

自问世以来,有机-无机杂化钙钛矿就凭借其优良的光电特性吸引了研究人员的广泛关注。在过去的几年内,基于钙钛矿的太阳能电池制备技术迅速发展,其器件光电转换效率经历了突跃式的提升,已经逼近传统的晶硅电池。叠层太阳能电池是由多个子太阳能电池通过某种方式连接起来的一种电池结构。大多数叠层电池利用了各子电池吸收带隙的差异,达到了比单层太阳能电池更有效的光子管理,从而提高了整个电池的光电转换效率。

近几年来,基于有机-无机杂化钙钛矿的叠层太阳能电池被广泛研究。与其他作为叠层电池光吸收层的材料相比,有机-无机杂化钙钛矿有着使人瞩目的显著优势。首先,通过较为简单的掺杂,钙钛矿吸收带隙可被系统性的调整,能够与不同的吸光材料进行搭配组成叠层结构具有良好的灵活性;其次,钙钛矿电池的制备多为溶液制备,条件温和,且能够在多种基底上直接制备,具有良好的兼容性;最后,钙钛矿材料来源广泛,地壳储量丰富,原料、制备价格相对低廉,能够有效降低叠层电池的制备成本。

RRL-zhouhuanping

北京大学工学院周欢萍课题组最近对于这一广受关注的领域进行综述,对该领域进展进行了总结,对未来方向进行了展望。该综述首先基于光模拟对钙钛矿叠层电池的设计准则,提出了前瞻性的建议;随后,通过对叠层电池的吸光材料的划分,分别从钙钛矿/硅、钙钛矿/钙钛矿以及钙钛矿/其他这三个方面对当下基于钙钛矿的主流叠层电池进行了分类讨论,并对透明电极、隧道结、吸光带隙调整等关键部分进行了着重阐述。最后,基于当前的研究进展以及尚存在的问题,该综述从制备工艺、溶剂使用、长期稳定性等方面对基于钙钛矿的叠层太阳能电池的进一步发展提出了自己的看法,为其未来的广泛市场化提供了有益的建议。相关文章已经在线发表在Solar RRL (DOI:10.1002/solr.201700045)上。