太阳能系统研究所在钙钛矿/MLBC晶体硅叠层太阳电池领域取得重要进展

       近期，beat365中国唯一官方网站、光电材料与技术国家重点实验室、广东省光伏技术重点实验室的沈辉教授等，与香港理工大学电子及资讯工程学系徐星全教授进行合作，首次成功制备出低温、免掺杂钙钛矿/MLBC晶体硅机械叠层太阳电池，在小面积0.76 cm²上取得最高光电转换效率25.54%，平均效率25.35%；在大面积3 cm²，取得最高效率25.34%，平均效率24.69%。

      由于全背电极接触结构的晶体硅太阳电池前表面无金属遮挡导致的光学损失，此结构曾多次打破晶体硅太阳电池世界纪录。因此将钙钛矿与MLBC(multilayer back contact)晶体硅太阳电池结合，制备机械叠层太阳电池，可以增强对太阳光谱的吸收利用。其中钙钛矿太阳电池主要吸收低于800 nm范围波长的光，晶体硅太阳电池主要吸收800 - 1100 nm范围波长的光。

       因此，高效率钙钛矿太阳电池与MLBC太阳电池制备工艺是实验的关键。香港理工大学团队主要对钙钛矿太阳电池进行优化，集中于钙钛矿薄膜界面与体区缺陷态的钝化，并对透明导电薄膜的透过率进行优化，使更多光能进入硅太阳电池中。钙钛矿电池前表面采用具有陷光结构的仿生花瓣薄膜，达到减反射的效果，最终得到20.40%的效率。

      beat365中国唯一官方网站博士生吴伟梁、周吉祥，选用高功函数的过渡金属氧化物（MoO₃，V₂O₅，WO₃）和低功函数的材料（LiF_x、Cs₂CO₃），通过物理气相沉积法在n-Si（前表面制绒和叠层膜钝化）背面形成免掺杂全背电极接触（IBC）结构的异质结太阳电池。并且首次提出将氧化物/金属/氧化物（OMO）多层膜作为新型的硅基异质结发射极结构，将其应用于MLBC电池中，最终在V₂O_x/Au/V₂O_x作为发射极的IBC电池中，取得最高的光电转换效率为18.59%。

      钙钛矿及MLBC太阳电池的相关工作分别发表于Photovoltaic Specialists Conference (IEEE, 2016: 0816-0820) 及Phys. Status Solidi RRL (DOI 10.1002/pssr.201600254)。该研究工作得到广东省粤港项目和广东省光伏技术重点实验室的资助。