轉換率25.5%！獨領風騷的硅基鈣鈦礦疊層太陽能電池

材料牛注：香港理工大學制造出了世界上光電轉換效率最高的硅基鈣鈦礦疊層太陽能電池，他們是如何制備的，亮點又哪里，讓我們一起探個究竟！

香港理工大學研發的轉換效率高達25.5%的硅基鈣鈦礦疊層太陽能電池

在2009年鈣鈦礦太陽能電池剛出現時，其光電轉換效率只有3.8%,但由于它具有優異的光伏特性而成為可持續發電領域的研究熱點，研究人員一直致力于尋找新的方法以提高其能量轉換效率。目前，鈣鈦礦太陽能電池已經成為公認的最有前景的太陽能電池之一。

近日，由香港理工大學電子及資訊工程學系由Charles Chee Surya教授和講席教授Clarea Au帶領的研究團隊采用新的方法，制備出目前世界上轉換效率最高的鈣鈦礦太陽能電池，轉換效率高達25.5%。這種新型鈣鈦礦太陽能電池的轉化成本約為2.73港元/瓦，而目前市場上的硅太陽能電池轉化成本約為3.9港元/瓦。

由于太陽光波長各異，采用不同材料復合而成的太陽能電池有最佳的能量吸收效果。譬如,甲基鉛三鹵化物鈣鈦礦太陽能電池和硅太陽能電池可以進行互補配對,鈣鈦礦太陽能電池可作為電池的頂層捕獲短波長光子，而硅太陽能電池作為底層用于吸收長波長光子,二者組合成為硅基鈣鈦礦疊層太陽能電池。

利用太陽能電池的這一特性，Charles和他的研究團隊采用了三種新方法以提高電池轉換效率。首先，研究人員設計了干燥氧氣環境下低溫退火的方法，用以減少鈣鈦礦結構缺陷造成的影響。其次，他們構造出氧化鉬-金-氧化鉬的三層結構，并對每層結構的厚度進行優化，使鈣鈦礦層對光子具有高透過性，從而進入底部的硅層。最后，將仿生薄膜置于太陽能電池板表層，以捕獲更多的太陽光。這三種新型方法大大提高了鈣鈦礦太陽能電池的能量轉換效率。

此項研究工作由多校研究人員合作完成。其中，仿生薄膜由香港理工大學紡織及制衣學系DrZijian Zheng模仿玫瑰花瓣的表面形態設計而得到。中山大學兼順德中山大學太陽能研究院教授，高效硅太陽能電池專家Shen Hui為研究團隊設計和制作了底層硅太陽能電池。

Charles和他的研究團隊將繼續致力于提高太陽能電池的能量轉換效率和實現大批量生產等工作。

本文由材料人編輯部李立夫提供素材，李玉飛翻譯， 李卓審核。

原文參考地址：Perovskite-silicon tandem solar cells with the world's highest power conversion efficiency