鈣鈦礦/有機(jī)疊層太陽能電池（TSCs）因其正交溶劑加工、可調(diào)帶隙和無限分子設(shè)計等獨(dú)特優(yōu)勢而備受關(guān)注，但性能常受限于有機(jī)后電池的吸收能力導(dǎo)致的串聯(lián)電流密度不足。
本研究浙江大學(xué)楊陽等人開發(fā)了一種精細(xì)的子電池匹配模型，通過實(shí)際器件參數(shù)快速篩選材料組合，發(fā)現(xiàn)增加有機(jī)層厚度是提升效率的有效策略。為解決厚膜電荷收集問題，團(tuán)隊開發(fā)了基于自組裝單層的接觸鈍化技術(shù)，抑制非輻射復(fù)合并降低界面肖特基勢壘，使300 nm厚有機(jī)太陽能電池效率達(dá)18.08%（認(rèn)證17.80%），疊層器件效率提升至24.31%（認(rèn)證24.00%）。
此外，首次實(shí)現(xiàn)大面積（18.48 cm2）鈣鈦礦/有機(jī)疊層模塊，效率突破18.54%，為低成本高效光伏技術(shù)開辟新路徑。
文章亮點(diǎn)總結(jié)：
模型指導(dǎo)效率突破：首創(chuàng)精細(xì)子電池匹配模型，結(jié)合光學(xué)與電學(xué)模擬，精準(zhǔn)預(yù)測疊層器件24.6%的理論極限，實(shí)際效率達(dá)24.31%（認(rèn)證24.00%）。
厚膜有機(jī)電池技術(shù)：通過2PACz自組裝單層鈍化MoO?界面，解決300 nm厚有機(jī)層電荷收集難題，單電池效率創(chuàng)18.08%紀(jì)錄（認(rèn)證17.80%）。
大面積模塊首秀：首次實(shí)現(xiàn)18.48 cm2鈣鈦礦/有機(jī)疊層模塊，效率18.54%，穩(wěn)定性超350小時（MPP下保持80%效率），展示產(chǎn)業(yè)化潛力。
X. Chen, Z. Jia, Z. Chen, C. Zhou, S. Huang, X. Xia, S. Liang, P. Wang, T. Jiang, T. Liu, X. Xu, B. Yan, J. Yao, X. Lu, W. Shen, H. Zhu, Y. M. Yang, Efficient Perovskite/Organic Tandem Photovoltaic Devices and Large-area Modules Featuring Thick-Film Organic Solar Cells. Adv. Mater. 2025, 2500190.
https://doi.org/10.1002/adma.202500190
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