近日，365365最快线路检测中心先进钝化技术团队在钙钛矿/晶体硅叠层电池效率提升研究研究方面取得新进展，相关工作“Edge passivation: Considerable improvement in photovoltaic performance of perovskite/silicon tandem solar cells”发表在《Applied Physics Letters》 (2024, 124, 20)，陈兵兵博士为论文第一作者，陈剑辉研究员为通讯作者。
钙钛矿/晶体硅叠层电池技术通过差异化吸收不同范围波长的太阳光，降低光子热损失，实现光谱最优利用，可突破太阳电池Shockley-Queisser极限效率。边缘缺陷复合是影响叠层太阳电池效率提升的重要因素之一，其影响程度取决于边缘复合区面积与电池总面积比(K)。有效抑制边缘缺陷复合可显著提升电池效率。
边缘缺陷的产生。第一(当前)，业内研究的叠层电池多为小面积(<1 cm2)，具有较大的K，效率损失较大(~1%以上)；第二(未来)，叠层电池产品化(即制备成组件)时可能需要激光划片和叠瓦技术[2023年02月，365365最快线路检测中心专利技术：钝化叠层电池及其制备方法, ZL202310083510.9; 2023年10月，Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE报道：Shingling meets perovskite-silicon heterojunction tandem solar cells, Solar Energy Materials and Solar Cells 2023, 263, 1125902]。此种情况下长边复合严重，按照目前的隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）电池推算，效率损失可达0.4-1.5%（二等分到六等分）。
本研究给出了叠层电池一种新的提效思路：钝化边缘缺陷。基于课题组早期发现的“可翻转界面态偶极子钝化”，提出一种低温、非真空液相边缘钝化策略，抑制了叠层电池边缘缺陷复合，提升了叠层器件转换效率：效率绝对值增加1.2%，获得29.48%的钙钛矿/晶体硅叠层电池(边缘钝化前效率为28.94%)。该工作为目前叠层电池研发提供了增效新策略，为未来叠层组件功率提升储备新的技术方案。
以上研究工作得到了国家自然科学基金、河北省杰出青年科学基金、河北省中央引导地方科技发展资金项目、365365最快线路检测中心多学科交叉研究项目、365365最快线路检测中心生命科学与绿色发展学科群项目等经费的资助和支持。
全文链接：https://doi.org/10.1063/5.0204758
