鈣鈦礦/鈣鈦礦/矽基三接面太陽能電池是超越單接面光伏器件 Shockley–Queisser 效率極限的一種有前景的低成本途徑,但其性能受到寬能隙鈣鈦礦中非輻射損失以及多層堆疊中次優的光學管理的限制 1-3。

在此,我們引入一種鈍化分子 4F-POEABr,它能強烈抑制寬能隙鈣鈦礦薄膜中由表面缺陷介導的重組。4F-POEABr 所含的銨基和缺電子結構提供了結合的化學和場效鈍化,使得寬能隙子電池的準費米能階分裂達到 1.53 eV,開路電壓達到 1.413 V。

同時,系統性的干涉管理被用於優化電流受限的中間子電池的電流密度,透過量身定制的氧化錫/氧化銦鋅雙層結構,實現了 0.5 mA cm⁻² 的增益。

結果,三接面器件在 1.046 cm² 的孔徑面積上實現了 32.22% 的認證穩定態功率轉換效率,在 15.62 cm² 的孔 ત્ય面積上實現了 26.97% 的效率,且遲滯現象微乎其微。

穩健的互連層和工程化的鈣鈦礦介面進一步增強了操作穩定性並減少了器件間的差異。

這項工作展示了一種協同策略,用於推動鈣鈦礦/矽三接面太陽能電池接近其理論效率極限,從而實現可擴展、高效能的光伏技術。