一个由慕尼黑大学领衔的国际研究团队，近期在钙钛矿-硅串联太阳能电池技术方面取得一项进展。该团队报告了首个完全在慕尼黑地区生产的此类串联太阳能电池，并通过改进关键界面材料，实现了31.4%的能量转换效率。相关成果已发表在《焦耳》期刊上。

这项研究由慕尼黑大学研究组组长埃尔坎·艾丁博士领导，合作单位包括中国南方科技大学、香港城市大学及沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学。串联太阳能电池通过叠加吸收不同波段光线的材料层来提升效率：上层钙钛矿吸收蓝光，下层硅吸收红光，从而更充分地利用太阳光谱。

研究团队聚焦于电池中负责电荷传输的关键组件——自组装单分子层。传统SAM在具有纹理的硅表面容易出现不均匀聚集，影响性能。为此，研究人员设计了一种特殊分子结构，即使在粗糙表面也能改善电荷传输。分析过程中，他们意外发现一种市售SAM前驱体中含有微量的含溴杂质，这些杂质能有效钝化界面缺陷，进而提升效率。

艾丁博士表示：“如此微小的化学变化竟能产生如此巨大的影响，这甚至让我们自己都感到惊讶。这一发现表明，分子层面上材料的精确相互作用对于新兴太阳能电池的能量输出至关重要。” 团队通过结合溴化与非溴化分子，在保持化学稳定性的同时利用了溴的积极作用。新设计的SAM实现了更紧密的分子堆积和更优的界面钝化，从而带来了效率、稳定性及电荷提取效率的提升。

该电池31.4%的效率值是在具备工业应用潜力的晶体硅底电池上实现的。除了效率外，改进后的界面结构也从分子层面增强了电池的长期稳定性。艾丁博士指出，下一步工作将侧重于验证电池在加速老化测试中的表现，并探索其在近地轨道卫星等对高性能、轻量化太阳能电池有特定需求的空间应用潜力。

更多信息：作者： Jian Huang 等人，标题：《通过分子接触功能化增强织构化钙钛矿-硅串联太阳能电池中的电荷提取》，发表于：Joule(2025)。期刊信息： 焦耳