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浙大杨旸组AM：认证效率24%的高效钙钛矿/有机叠层太阳能电池，且组件18.54%效率@18.48 cm²！

发表时间：2025-04-14 14:15

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主要内容

钙钛矿/有机叠层太阳能电池（TSCs，Tandem Solar Cells）因其独特特性（如正交处理溶剂、可调带隙以及无限的分子设计）而具有巨大潜力。然而，其器件性能往往受到后端有机太阳能电池（OSC，Organic Solar Cell）吸收限制所导致的叠层电流密度不足的制约。

在此情况下，浙江大学光电学院杨旸教授带领其团队，开发了一种精细的子电池匹配模型。该模型会考虑单电池器件参数，以此预测叠层器件的实际效率极限。同时，模型表明增加OSC层厚度是提高效率的有效方法，且能降低大规模生产的制造难度。

基于该模型的研究成果，为进一步优化器件性能，团队针对因厚度过大而产生的电荷收集问题开展了研究，并开发了一种基于自组装单分子层的接触钝化技术。该技术可减少非辐射复合并降低界面处的肖特基势垒，从而实现更平衡的空穴 - 电子传输。因此，厚膜（300 nm）实现了创纪录的18.08%效率（认证为17.80%），使TSCs的效率提升至24.31%（认证为24.00%）。

此外，团队还展示了一个效率超过18.54%（面积为18.48 cm²）的大面积叠层光伏组件。据团队所知，这是钙钛矿/有机TSCs的首次器件演示。

综上所述，浙江大学光电学院杨旸教授带领其团队，不仅成功地将具有创纪录高效率的厚有机太阳能电池集成到叠层器件中，实现了24.31%的效率（认证为24.00%），还进一步制备了大面积组件，取得了18.54%的显著效率。钙钛矿/有机叠层器件的独特特性，包括正交处理溶剂和无限分子设计，使得这一叠层技术在开发具有成本效益、高效率且易于制造的太阳能电池方面展现出广阔前景。

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文献信息：

Efficient Perovskite/Organic Tandem Photovoltaic Devices and Large-area Modules Featuring Thick-Film Organic Solar Cells

Xu Chen, Ziyan Jia, Zeng Chen, Chuanyu Zhou, Siyuan Huang, Xinxin Xia, Sen Liang, Pengjiu Wang, Tingming Jiang, Tianyu Liu, Xuehui Xu, Buyi Yan, Jizhong Yao, Xinhui Lu, Weidong Shen, Haiming Zhu, Yang (Michael) Yang

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202500190