德国的一位研究人员分析了顶部电池透明度水平如何影响堆叠串联太阳能电池中底部电池的性能，并发现不完美的透射不仅会影响底部电池，还会影响电流匹配装置中的顶部电池本身。

德国杜伊斯堡-埃森大学科学家Martina Schmid表示： “我研究的核心观点是，串联太阳能电池中顶部电池的透明度——通常被低估——对整体器件性能至关重要。尤其是在电流匹配的双端配置中，顶部电池的传输性能差会直接损害其自身的性能!这是一个引人注目且令人惊讶的事实，尽管它显而易见，但却被低估了。”

施密德解释说，顶部电池必须实现更高的单电池效率，以弥补透明度的降低。“一般经验法则是：如果顶部电池完全透射低于其带隙的光子，并且太阳光谱在顶部和底部电池之间均匀分配，那么顶部电池需要达到底部电池效率的至少50%，才能使串联电池的性能达到单个底部电池的性能。”她补充道。

根据她的分析，如果透明度降低(例如降至35%)，顶部电池的效率必须更高。此外，如果串联电池的性能要比底部单电池高出30%，那么顶部到底部单电池的效率比就必须达到85%。

“考虑到这些挑战，光谱分离或许比单纯优化透明度更为切实可行，”施密德强调道。“此外，叠层组件存在材料效率方面的劣势，可以通过结合聚光技术来弥补。此外，为了充分利用可用的太阳辐射，建议采用双面操作——这无论如何都是必不可少的一步，尤其是在当今大多数硅组件都已采用双面技术的情况下。”

在《Solar RRL》杂志发表的研究报告《串联太阳能电池的经验法则和未来展望》中，施密德解释说，串联器件的关键在于两个电池的 pn 结对齐，以便电流可以直接在它们之间流动，这通常通过隧道结来实现。

这种设计非常适合降低中间层的数量和厚度，从而最大限度地减少寄生光吸收并最大限度地增加光，但由于电池的电流输出较低，如果顶部和底部器件之间的电流不匹配，串联电池的整体效率也会有问题。