德國Helmholtz-Zentrum Berlin（HZB）的一個(gè)團(tuán)隊(duì)在《Science》雜志上發(fā)表了一篇論文，介紹了其開發(fā)的一種由鈣鈦礦和硅制成的串聯(lián)太陽能電池的效率達(dá)到29.15%，是目前為止最高的世界紀(jì)錄。該串聯(lián)電池即使在沒有封裝的情況下也能提供300小時(shí)的穩(wěn)定性能。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，Steve Albrecht教授領(lǐng)導(dǎo)的小組研究了界面上的物理過程，以改善電荷載體的傳輸。

由兩種帶隙不同的半導(dǎo)體組成的太陽能電池在串聯(lián)使用時(shí)，與單獨(dú)使用的電池相比，可以實(shí)現(xiàn)更高的效率。這是因?yàn)榇��?lián)電池能更有效地利用太陽光譜。特別是，傳統(tǒng)的硅太陽能電池主要是將光的紅外部分有效地轉(zhuǎn)化為電能，而某些鈣鈦礦化合物可以有效地利用太陽光的可見光部分。

2020年年初，由HZB的Steve Albrecht教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)打破了之前由鈣鈦礦和硅制成的串聯(lián)太陽能電池的世界紀(jì)錄（28.0%，牛津光伏），創(chuàng)造了29.15%的新世界紀(jì)錄。與經(jīng)過認(rèn)證和科學(xué)發(fā)表的最高效率（26.2%，DOI：10,1126/science.aba3433）相比，這是一個(gè)巨大的進(jìn)步。新的數(shù)值已經(jīng)在Fraunhofer ISE得到認(rèn)證，并列在NREL圖表中�，F(xiàn)在，該成果發(fā)表在《Science》雜志上，并對(duì)制造過程和基礎(chǔ)物理學(xué)進(jìn)行了詳細(xì)的解釋。

"29.15%的效率不僅是這項(xiàng)技術(shù)的記錄，在NREL圖表中，在整個(gè)新興光伏類別中都處于非�？壳暗奈恢�。"Albrecht團(tuán)隊(duì)的博士生、該研究的共同第一作者Eike Khnen說。團(tuán)隊(duì)利用了具有1.68eV帶隙的復(fù)雜該條框成分，并重點(diǎn)優(yōu)化了基底界面。

與來自立陶宛的合作伙伴（Vytautas Getautis教授的小組），他們開發(fā)了一種有機(jī)分子的中間層，可以自主排列成自組裝單層（SAM）。它由一種新型的具有甲基基團(tuán)取代的咔唑基分子（Me-4PACz）組成。這種SAM被應(yīng)用到電極上，促進(jìn)了電荷載體的流動(dòng)。

通過結(jié)合光致發(fā)光光譜、建模、電學(xué)表征和太赫茲電導(dǎo)率測量，可以區(qū)分出鈣鈦礦材料界面的各種過程，并確定重大損失的來源。

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