浙大楊旸組AM：認證效率24%的高效鈣鈦礦/有機疊層太陽能電池，且組件18.54%效率@18.48 cm2！

發表時間：2025-04-14 14:15

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主要內容

鈣鈦礦/有機疊層太陽能電池（TSCs，Tandem Solar Cells）因其獨特特性（如正交處理溶劑、可調帶隙以及無限的分子設計）而具有巨大潛力。然而，其器件性能往往受到后端有機太陽能電池（OSC，Organic Solar Cell）吸收限制所導致的疊層電流密度不足的制約。

在此情況下，浙江大學光電學院楊旸教授帶領其團隊，開發了一種精細的子電池匹配模型。該模型會考慮單電池器件參數，以此預測疊層器件的實際效率極限。同時，模型表明增加OSC層厚度是提高效率的有效方法，且能降低大規模生產的制造難度。

基于該模型的研究成果，為進一步優化器件性能，團隊針對因厚度過大而產生的電荷收集問題開展了研究，并開發了一種基于自組裝單分子層的接觸鈍化技術。該技術可減少非輻射復合并降低界面處的肖特基勢壘，從而實現更平衡的空穴 - 電子傳輸。因此，厚膜（300 nm）實現了創紀錄的18.08%效率（認證為17.80%），使TSCs的效率提升至24.31%（認證為24.00%）。

此外，團隊還展示了一個效率超過18.54%（面積為18.48 cm2）的大面積疊層光伏組件。據團隊所知，這是鈣鈦礦/有機TSCs的首次器件演示。

綜上所述，浙江大學光電學院楊旸教授帶領其團隊，不僅成功地將具有創紀錄高效率的厚有機太陽能電池集成到疊層器件中，實現了24.31%的效率（認證為24.00%），還進一步制備了大面積組件，取得了18.54%的顯著效率。鈣鈦礦/有機疊層器件的獨特特性，包括正交處理溶劑和無限分子設計，使得這一疊層技術在開發具有成本效益、高效率且易于制造的太陽能電池方面展現出廣闊前景。

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文獻信息：

Efficient Perovskite/Organic Tandem Photovoltaic Devices and Large-area Modules Featuring Thick-Film Organic Solar Cells

Xu Chen, Ziyan Jia, Zeng Chen, Chuanyu Zhou, Siyuan Huang, Xinxin Xia, Sen Liang, Pengjiu Wang, Tingming Jiang, Tianyu Liu, Xuehui Xu, Buyi Yan, Jizhong Yao, Xinhui Lu, Weidong Shen, Haiming Zhu, Yang (Michael) Yang

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202500190