瑞士洛桑联邦理工学院工程学院的光伏与薄膜电子实验室（PV-Lab）与瑞士电子与微技术中心的科研人员近期在《自然》杂志发表论文，宣布开发出一种新型钙钛矿-硅三结太阳能电池，其独立认证效率达到30.02%，刷新了此前27.1%的认证记录。该器件由硅底电池、中间层和顶层钙钛矿薄膜构成，集成了高电压和高效率特性。

第一作者Kerem Artuk表示：“我们通过巧妙的设计和处理，接近了传统用于空间应用的高成本III-V多结太阳能电池的性能，其每瓦成本比地面电池高约1000倍。我们的方法为新一代工业可行的高效多结光伏技术打开了大门。”PV-Lab负责人Christophe Ballif补充道：“从2018年首次演示的13%效率，到如今超过30%的成果，这是显著进步。三结太阳能电池的效率潜力远高于40%。”

该团队解决了三结太阳能电池中顶部钙钛矿电池的低电压和中间电池的低电流生成问题。他们通过三项创新调整实现突破：添加分子引导钙钛矿晶体形成以消除缺陷，使顶部电池电压提升至1.4V；开发新的三步法制造中间电池，增强近红外光吸收；在硅和中间钙钛矿电池间添加纳米粒子，反射额外阳光以提升电流。

钙钛矿和硅的制造成本低于目前最高效的III-V半导体太阳能电池，后者多用于卫星供电。开发低成本高效太阳能电池，有望推动公用事业、住宅和空间应用的下一代技术发展。团队负责人Christian Wolff指出：“这个项目展示了基础科学与瑞士工程专业知识的结合力量，通过证明低成本钙钛矿材料可接近先进空间级光伏性能，为多结光伏技术设立了新基准。”他们将继续与合作伙伴探索规模化制造策略和耐久性测试。

出版详情：作者：Ecole Polytechnique Federale de Lausanne；标题：《Record efficiency achieved for perovskite-silicon triple-junction solar cells》；发表于：《Nature》期刊信息：《Nature》