三结太阳能电池稳态性能大幅跃升

德国亥姆霍兹柏林材料和能源中心科学家研制出一种由不同钙钛矿 半导体 组成的三结 太阳能 电池 ，其光电转换效率达到27.3%，并在连续运行超过770小时后性能几乎无损，稳定性得到大幅提升。相关论文已发表于《焦耳》杂志。

钙钛矿 半导体 制造成本低廉、质地轻盈，可附着在柔性基底上。将两种或多种带隙不同的钙钛矿 半导体 叠在一起做成多结 电池 ，就能分段吸收不同颜色的阳光，更充分地利用太阳光谱。团队将三种带隙的钙钛矿材料堆叠，打造出这款三结 太阳能 电池 。

这项工作的关键在于中间子电池与底部子电池之间的那层界面。底部吸收层由带隙较窄的锡铅基钙钛矿构成，它与空穴传输层之间的相互作用，是提升电池光电转换效率和稳定性的重要因素。此前常用的空穴传输材料PEDOT:PSS会造成能量损失，拉低光电转换效率。

为解决这一难题，团队曾在铅基 钙钛矿电池 中成功引入自组装单层（SAM）作为空穴传输层。然而，单靠SAM在锡铅基钙钛矿中提取空穴的效率仍然欠佳。于是，团队又在SAM层下加入一层氧化 石墨烯 （GO），就像为电荷铺就了一条 高速公路 ，无论在界面形貌还是 电子 特性上都得到了优化，使电荷传输变得格外顺畅。用这种GO/SAM双层替代传统的PEDOT:PSS后，电池内部的光损耗被大幅遏制。

配备GO/SAM的三结 太阳能 电池实现了27.3%的光电转换效率，在持续工作770小时后，仍能保持初始效率的90%以上，证明了这种电池架构的潜力。

团队表示，随着各层钙钛矿和界面薄膜质量的进一步提升，这种架构的效率完全有望突破30%

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