三结太阳能电池的缺陷修复与光线调控

钙钛矿/钙钛矿/硅三结太阳能电池有望突破单结光伏器件的“肖克利-奎伊瑟”效率极限，但其性能长期受限于宽禁带钙钛矿材料中的非辐射复合损失，以及多层结构中光管理不充分的问题。本研究提出一种新型钝化分子——4F-POEABr，它能有效抑制宽禁带钙钛矿薄膜表面缺陷引起的载流子复合。该分子同时具备带正电的铵基团和缺电子结构，可实现化学钝化与场效应钝化的协同作用，使宽禁带子电池获得1.53 eV的准费米能级分裂和1.413 V的开路电压。与此同时，研究人员系统优化了电流受限的中间子电池的光学干涉特性，设计出氧化锡/铟锌氧化物双层结构，成功将该子电池的电流密度提升了0.5 mA/cm²。最终，所制备的三结电池在1.046 cm²有效面积上实现32.22%的认证稳态光电转换效率，在15.62 cm²大面积上仍保持26.97%的高效率，且几乎无电流-电压迟滞现象。此外，通过构建稳定的互连层和精细调控钙钛矿界面，器件运行稳定性显著提升，批次间性能差异也大幅减小。这项工作展示了‘缺陷钝化+光学管理’协同策略的巨大潜力，为推动钙钛矿/硅叠层电池向理论效率极限迈进、实现可规模化量产的高性能光伏技术提供了切实可行的技术路线。