中國粉體網(wǎng)訊 金屬有機(jī)鹵化鈣鈦礦太陽能電池由于具有高性能、低價溶液制備工藝、以及匹配的禁帶寬度，在硅太陽能電池的基礎(chǔ)上集成鈣鈦礦太陽能電池有非常大的潛力來提高光電轉(zhuǎn)換效率從而降低光伏電能的成本。鈣鈦礦/無機(jī)硅疊層太陽能電池的最大挑戰(zhàn)是研發(fā)與金屬有機(jī)鹵化鈣鈦礦材料兼容的高電導(dǎo)透明電極�；阢y納米線的透明電極會和鈣鈦礦材料反應(yīng)而影響電池的長期穩(wěn)定性。傳統(tǒng)磁控濺射透明半導(dǎo)體氧化物過程中產(chǎn)生的高能顆粒會破化鈣鈦礦材料而降低電池性能。熱蒸發(fā)工藝沉積的超薄金屬電極（<10 納米）可以有效的避免沉積透明電極過程中對金屬有機(jī)鹵化鈣鈦礦的破化，但是目前基于超薄金屬電極的半透明鈣鈦礦太陽能電池性能還有待提高。
美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校的黃勁松教授、陳波博士及其研究團(tuán)隊報道了光電轉(zhuǎn)換效率為16.5%的超薄金屬半透明鈣鈦礦太陽能電池，同時利用近紅外增強(qiáng)型硅電池得到鈣鈦礦/無機(jī)硅疊層太陽能電池具有23.0%的光電轉(zhuǎn)換效率。單純熱蒸發(fā)沉積超薄金屬電極會得到島狀金屬顆粒而形成不連續(xù)的薄膜，這嚴(yán)重降低了電極的電導(dǎo)率。因為銅的表面能比金大，沉積1納米的銅可以大幅提高超薄金電極的透光性、電導(dǎo)率和成膜性。反溶劑懸涂法制備的平整金屬有機(jī)鹵化鈣鈦礦薄膜可以避免表面粗造度對超薄金屬電級性能的影響。相比于19.4%的不透明鈣鈦礦太陽能電池，超薄金屬半透明鈣鈦礦太陽能電池可以保持85%的光電轉(zhuǎn)換效率，同時在太陽光穿透過電池后還保留60%左右的近紅外光。考慮到硅底電池在疊層電池中主要利用近紅外光，因此提高硅電池在近紅外波段的光電轉(zhuǎn)換效率非常重要。ITO頂電極和Ag背電極是造成近紅外波段的寄生吸收的主要來源。他們利用具有高載流子遷移率的IZO代替ITO頂電極，同時在背電極引入MgF2反射層來減少光到達(dá)Ag電極的比例，從而大幅提高硅電池在近紅外波段光電轉(zhuǎn)換效率，>700納米的太陽光對應(yīng)的Jsc提高了1.6 mA/cm2。
近紅外增強(qiáng)型硅電池利用太陽光穿透半透明鈣鈦礦頂電池后余下的近紅外光仍然具有6.5%的光電轉(zhuǎn)換效率。相比于19.4%的鈣鈦礦太陽能電池和21.2%的硅電池，四電極鈣鈦礦/無機(jī)硅疊層太陽能電池將光電轉(zhuǎn)換效率大幅提升到了23.0%。
