南京大學譚海仁團隊Nature：改善晶粒表面鈍化的全鈣鈦礦串聯太陽能電池

研究背景

全鈣鈦礦串聯太陽能電池有望超越單結太陽能電池效率極限；然而到目前為止，全鈣鈦礦串聯太陽能電池的認證效率低于單結鈣鈦礦太陽能電池。所以串聯電池的高光電流密度需要比較厚的混合 Pb-Sn 窄帶隙子電池實現。但 Pb-Sn 鈣鈦礦內的載流子擴散長度短，所以全鈣鈦礦串聯太陽能電池的研究具有一定挑戰性。

主要內容

譚海仁團隊通過研究實驗，將Pb-Sn鈣鈦礦內的載流子擴散長度增加了兩倍，達到5μm以上；全鈣鈦礦串聯的太陽能電池認證效率為 26.4% 。

測量實例

文中提到，全鈣鈦礦串聯太陽能電池對光譜比較敏感，氙燈太陽光模擬器在波長范圍 400-900 nm之間，以每 100 nm 的間隔進行區間積分；在波長范圍 900-1100 nm之間，以每 200 nm 的間隔進行區間積分，光譜適配在±25% 之內，在近紅外區域與AM1.5G太陽光光譜相比，波動過大，有明顯的不匹配。而雙燈太陽光模擬器在波長范圍 400-1100 nm之間，以每 50 nm 的間隔進行區間積分，能確保光譜適配在±5% 之內，與AM1.5G的太陽光光譜匹配度更高，比氙燈太陽光模擬器更適合于表征串聯太陽能電池的光電特性。因此在雙燈太陽光模擬器（SAN-EI ELECTRIC，XHS-50S1）的光照下，可以對于串聯太陽能電池的J-V等光電特性更好的進行表征。（具體氙燈太陽光模擬器與雙燈太陽光模擬器的差異對比如下所示）

氙燈太陽光模擬器vs雙燈太陽光模擬器

氙燈太陽光模擬器：

? 光譜范圍：350nm~1100nm

? 光譜不匹配度：＜±25%   A

? 計算光譜不匹配度時的光譜積分區間：

1. 在光譜范圍400~900nm以100nm為光譜積分區間

2. 在光譜范圍900~1100nm以200nm為光譜積分區間

氙燈太陽光模擬器光譜對比圖（黑色為AM1.5G太陽光光譜圖，紅色為氙燈太陽光模擬器測試光譜圖）

雙燈太陽光模擬器：

? 光譜范圍：350nm~1800nm

? 光譜不匹配度：＜±5%   MS級

? 計算光譜不匹配度時的光譜積分區間：

在光譜范圍400~1100nm以50nm為光譜積分區間

雙燈太陽光模擬器光譜對比圖（綠色為AM1.5G太陽光光譜圖，紅色為雙燈太陽光模擬器測試光譜圖）