中国科学家基于顶部半透明钙钛矿器件构建了一种四端钙钛矿-CIGS 叠层太阳能电池，顶部半透明钙钛矿电池效率为21.26%，双面系数高达 92.2%。他们使用溶剂退火策略生产出具有全覆盖、更大晶粒、优异结晶度且无可检测碘化铅杂质的钙钛矿薄膜。
叠层器件中使用的半透明钙钛矿顶部单元示意图 图片来源：pv magazine
中国西北师范大学的一组研究人员基于顶部半透明钙钛矿器件和依靠铜-铟-镓-硒化物 （CIGS）的底部电池制造了一种四端（4T）叠层太阳能电池。
“我们使用了二甲基亚砜（DMSO）溶剂退火方法来提高钙钛矿顶部电池中使用的钙钛矿薄膜的结晶度，”该研究的主要作者Yan Li告诉pv magazine。“我们通过两个连续的加热步骤制造了具有1.68 eV宽带隙的薄膜：在100℃和80℃下退火。”
科学家们解释说，第一步旨在诱导具有高结晶度的薄膜颗粒的快速成核和高效生长，而第二步旨在释放DMSO分子，防止挥发性有机卤化物物种升华，从而避免碘化铅（PbI2）杂质相生长。
进一步的电化学阻抗谱（EIS）分析表明，与使用传统溶剂退火方法生产的对照样品相比，逐步溶剂退火策略能够产生具有更大晶粒、更高结晶度和更纯相的钙钛矿薄膜。
该研究小组构建了顶部钙钛矿电池，其衬底由氧化铟锡（ITO）玻璃，基于二氧化锡 （SnO2） 的电子传输层（ETL），优化的钙钛矿吸收层，Spiro-OMeTAD空穴传输层（HTL），氧化钼 （MoOx）层，以及由氧化铟锌（IZO） 制成的半透明背接触。
该电池能够实现21.26%的转换效率、1.210 V的开路电压、21.43 mA/cm2的短路电流密度和 82.0%的填充因子。然后将其与效率为18.29%的底部CIGS太阳能电池相结合，底部器件被半透明钙钛矿电池过滤后，该效率值降至7.89%。
“这里实现的效率是报道的四端 PSC/CIGS 叠层太阳能电池的最高值之一，”研究小组强调，并指出该结果主要归因于顶部钙钛矿电池的高效率和其半透明IZO电极实现的92%的高双面系数。
该器件论文标题为” A stepwise solvent-annealing strategy for high-efficiency four-terminal Perovskite/Cu(InGa)Se2 tandem solar cells, “，发表在《Today Energy》杂志上。
（消息来源：pv-magazine.com, Today Energy）
