突破效率瓶颈：全钙钛矿叠层太阳能电池凭（100）取向优化迈向超 29% 高效新时代

为解决宽带隙钙钛矿子电池开路电压损失大阻碍功率转换效率提升的问题，研究人员开展优化宽带隙钙钛矿薄膜（100）晶体取向的研究。结果实现 1.78 eV 宽带隙钙钛矿太阳能电池开路电压 1.373 V，全钙钛矿叠层太阳能电池认证效率达 29.1%，意义重大。

　　整体式全钙钛矿叠层太阳能电池（All-perovskite tandem solar cells）是突破单结太阳能电池效率极限的一种很有前景的方法。然而，宽带隙钙钛矿子电池（wide-bandgap perovskite subcell）存在显著的开路电压（open-circuit voltage）损失，这阻碍了功率转换效率（power-conversion efficiency）的进一步提升。在本研究中，研究人员制备出（100）晶体取向得到优化的宽带隙钙钛矿薄膜，这种薄膜能够抑制非辐射复合。研究表明，在薄膜表面使用二维钙钛矿（two-dimensional perovskite）作为中间相，可促进在结晶过程中沿三维钙钛矿（three-dimensional perovskite）的（100）晶面进行异质形核。通过表面成分工程增加二维相的数量，能够实现优先的（100）取向，且无需过多会阻碍载流子传输的二维配体。研究人员制备的 1.78 eV 宽带隙钙钛矿太阳能电池开路电压达到 1.373 V，填充因子（fill factor）高达 84.7%。在最大功率点条件下测试，全钙钛矿叠层太阳能电池的开路电压为 2.21 V，认证功率转换效率达到 29.1% 。