登Nature！中国造出高效三结太阳电池 光电转换效率32.22%

快科技8月18日消息，东南大学姚惠峰教授团队联合天合光能、复旦大学完成三结太阳电池关键技术突破，相关研究成果8月17日正式刊登在国际顶级期刊《Nature》。

普通单晶硅太阳能电池存在物理效率天花板，很难继续往上提升。而这款钙钛矿/钙钛矿/晶体硅三结电池，相当于把3个子电池叠在一起，不同材料分别吸收太阳光里面不同波段，以此挖掘更高发电上限。

但宽带隙钙钛矿顶层电池一直有明显短板，表面缺陷多，电荷容易复合损耗，还会出现光照下卤素迁移、材料相分离，带来很大电压损失，是制约三结电池性能的核心卡点。

研究团队专门设计出新的界面钝化分子材料4F?POEABr。这套分子把强吸电子全氟芳香骨架和铵盐钝化基团结合，同时实现化学钝化加场效应钝化双重效果。

经过该分子修饰之后，1.95eV宽带隙子电池可以获得1.413V开路电压，薄膜均匀度变好，还能抑制光照带来的材料劣化问题。

搞定材料缺陷之后，团队再做光学管理优化，对SnOx/IZO中间层进行调控，调整器件内部光场分布，把三层子电池的电流做匹配，最终实现了32.22%的认证稳态光电转换效率。

该研究表明，通过有机功能分子的精准结构设计，在分子尺度协同调控钙钛矿界面的化学缺陷与局域电场，是降低电压损失、提升多结太阳电池性能的有效途径。

当然也要客观看待，目前是实验室小面积器件拿到该效率，距离大规模工厂量产还有不少关卡。后续还需要解决大面积制备、长期工作稳定性、生产成本等现实问题。

不过这项成果证明分子尺度界面调控是提升多结光伏性能可行路线，给下一代高效率叠层太阳能电池提供清晰研发思路，对国内光伏技术向上突破有重要参考意义。