中国：科学家在光伏有机叠层太阳能电池中实现了创纪录的 26.4% 效率

据研究人员称，这种新型电池采用宽带隙钙钛矿材料来捕获短波长阳光，并采用窄带隙有机活性层来吸收长波长太阳光线。

钙钛矿高性能太阳能电池组件的示意图

中国科学院化学研究所相关的一个国际科学家团队开发了下一代高效太阳能电池，称为钙钛矿-有机叠层太阳能电池。

该团队的研究员Li Yongfang指出，钙钛矿-有机叠层太阳能电池可以达到创纪录的26.4% 的光电转换效率，展示了钙钛矿材料在提高太阳能效率方面的潜力，转换效率优于迄今为止生产的其他此类太阳能电池。

Li 补充说，这种新型电池采用宽带隙钙钛矿材料来捕获短波长阳光，并采用窄带隙有机活性层来吸收近红外长波长太阳光线。他指出，这种组合大大拓宽了可用的太阳光谱，并显著提高了设备的能量转换效率。

便携式能源应用的潜力

钙钛矿太阳能电池和有机太阳能电池被称为下一代太阳能技术，具有许多优点，例如更容易制备、结构轻巧以及灵活制造器件的潜力。

这些特性为便携式能源、建筑一体化光伏和室内光伏领域的应用提供了巨大的潜力。钙钛矿通常用于串联的单片叠层太阳能电池 (TSCs)，以超越单结太阳能电池的 Shockley-Queisser 极限。钙钛矿/有机TSCs的正面是宽带隙钙钛矿太阳能电池，背面是窄带隙有机太阳能电池，因其稳定性和高功率转换效率的潜力而广受欢迎。

中国华中科技大学的一组研究人员最近取得了一项新的成就，该团队的全钙钛矿叠层太阳能电池的功率转换效率达到了创纪录的 28.49%。

使用异构盐减少电压损失

先前的研究表明，大体积阳离子，如环状或芳香族二铵阳离子，通常用于钝化3D钙钛矿薄膜或Dion-Jacobson(DJ)2D钙钛矿的表面。该研究的作者指出，异构体结构可能存在于一些二铵阳离子中，它们对钝化的影响需要进一步研究。

他们解释说，铵和氟等官能团的位置会显着影响电子云分布和分子内偶极子，从而导致与 3D 钙钛矿薄膜表面的不同相互作用。重要的是，顺反异构提供了分子刚性，有助于维持强偶极矩。

为了解决宽带隙钙钛矿/C60界面界面复合引起的电压损失，研究人员建议使用异构体二铵盐进行表面钝化。他们选择了环己烷-1,4-二铵二碘化物 (CyDAI2)，它具有两种异构形式：顺式-CyDAI2 和反式 CyDAI2，铵基位于环己烷环的同一侧或相对侧。

因此，使用异构二铵钝化策略，特别是使用顺式 CyDAI2，可以大大提高宽带隙钙钛矿太阳能电池的性能，从而获得更高效、更稳定的钙钛矿/有机叠层太阳能电池。

通过比较这两种异构体对宽带隙钙钛矿薄膜的影响，作者旨在找到减少界面复合、增加开路电压和提高器件稳定性的最佳方法。