中國(guó)粉體網(wǎng)訊 金屬有機(jī)鹵化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池由于具有高性能、低價(jià)溶液制備工藝、以及匹配的禁帶寬度，在硅太陽(yáng)能電池的基礎(chǔ)上集成鈣鈦礦太陽(yáng)能電池有非常大的潛力來(lái)提高光電轉(zhuǎn)換效率從而降低光伏電能的成本。鈣鈦礦/無(wú)機(jī)硅疊層太陽(yáng)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(huì)和鈣鈦礦材料反應(yīng)而影響電池的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳統(tǒng)磁控濺射透明半導(dǎo)體氧化物過(guò)程中產(chǎn)生的高能顆粒會(huì)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(guò)程中對(duì)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(yáng)能電池性能還有待提高。
美國(guó)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(duì)報(bào)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(yáng)能電池，同時(shí)利用近紅外增強(qiáng)型硅電池得到鈣鈦礦/無(wú)機(jī)硅疊層太陽(yáng)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(huì)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?yàn)殂~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(duì)超薄金屬電級(jí)性能的影響。相比于19.4%的不透明鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，超薄金屬半透明鈣鈦礦太陽(yáng)能電池可以保持85%的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)在太陽(yáng)光穿透過(guò)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(lái)源。他們利用具有高載流子遷移率的IZO代替ITO頂電極，同時(shí)在背電極引入MgF2反射層來(lái)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(yáng)光對(duì)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(yáng)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(yáng)能電池和21.2%的硅電池，四電極鈣鈦礦/無(wú)機(jī)硅疊層太陽(yáng)能電池將光電轉(zhuǎn)換效率大幅提升到了23.0%。
