德国Fraunhofer ISE的研究人员通过确定钙钛矿/ETL界面、串联电阻和光管理中最重要的损耗机制，为未来钙钛矿硅串联太阳能电池的研究提供了指导方针。
德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer ISE)研究人员评估，钙钛矿串联太阳能电池的实际潜在效率可能高达39.5%。
研究人员表示，在标准测量条件下，钙钛矿串联装置的实际潜在效率为39.5%，可以为未来的研发提供标杆。并且，有助于在钙钛矿串联太阳能电池技术商业化之前更好地了解整个系统。
“我们通过全面分析充分制绒后的钙钛矿串联太阳能电池来确定其性能损失，”合著者Christoph Messmer说，“通过Sentaurus TCAD模拟提取器件特性，我们再现了实验器件光学和电气特性。随后，通过逐步减少损耗制约条件，仿真模拟确定了每项损耗因素对效率的影响。”
Sentaurus CAD是一个多维模拟工具，能够模拟硅基器件的电学、热学和光学特性。它也被用来模拟半导体器件的光电特性，如图像传感器和太阳能电池。
在《RRL Solar》中发表的一项名为《全结构钙钛矿硅串联太阳能电池的损耗分析:实际效率潜力的表征方法和模拟》的研究报告中，研究人员表示，他们研究了顶部和底部电池之间20nm厚氧化铟锡(ITO)复合层的充分制绒后的钙钛矿串联太阳能电池的电压、电流和填充因子缺陷。
该次电池依靠630 nm厚的钙钛矿型吸波材料(能带隙1.67 eV)、carbazole (2PACz)层、20nm薄的氧化锡(SnOx)缓冲层、基于富勒烯-C60的电子传输层(ETL)、ITO窗口层、银(Ag)金属触点和基于氟化镁(MgF2)的抗反射涂层。研究人员表示，当在接近最大功率点的固定电压下工作时，充分制绒的钙钛矿串联太阳能电池的电池效率稳定在26.7%。
科学家们对串联器件进行了全面的损耗分析，包括串联电阻高、次电池中的电流失配、非辐射高复合损耗以及钙钛矿吸收剂和ETL之间界面的带偏差。
他们确定了在钙钛/C60界面(-4.6%)、串联电阻(-2.9%)和光管理(-2.1%)中最重要的损耗机制。他们解释道：“我们一步步地减少这些损耗源，通过累积减少特征损耗制约条件来计算效率的提高，最终获得39.5%的实际潜在效率。”
研究人员还指出，只有通过改变电池结构，最终用更透明的ETL取代C60，并找到更透明的ITO层替代品，才能超过39.5%的效率阈值。他们强调，尽管这项分析在解决设备限制时呈现的是一个相当理想化的场景，但是对评估“每个限制条件的理想效率提升”仍是有帮助的。
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