日前，德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)與首爾國立大學(xué)和高麗大學(xué)的研究人員合作，展示了光子回收和光散射效應(yīng)在鈣鈦礦太陽能電池中的作用，為高效太陽能轉(zhuǎn)換提供了新途徑。該研究成果已發(fā)表在Science Advances上，標(biāo)題為《Effects of photon recycling and scattering in high-performance perovskite solar cells》。

作為用于太陽能轉(zhuǎn)換的下一代半導(dǎo)體，金屬鹵化物鈣鈦礦受到了極大的關(guān)注。目前，最先進(jìn)的鈣鈦礦太陽能電池表現(xiàn)出超過 25% 的高效率，接近硅光伏的創(chuàng)紀(jì)錄效率。為了了解鈣鈦礦太陽能電池是否能夠達(dá)到光伏效率的上限（在單結(jié)半導(dǎo)體中已知為34%），科學(xué)家進(jìn)行了多次研究。

當(dāng)光子在鈣鈦礦等再吸收半導(dǎo)體中輻射時(shí)，它可以被發(fā)射器本身再吸收并產(chǎn)生新的光子。這種重新吸收和重新發(fā)射光子的過程被稱為光子回收。此前也有科學(xué)家研究過光子回收的影響，但它對(duì)鈣鈦礦太陽能電池效率的實(shí)際貢獻(xiàn)一直備受爭(zhēng)議。

在新研究中，科學(xué)家證實(shí)了光子回收的作用。基于首爾國立大學(xué)和高麗大學(xué)研究小組準(zhǔn)備的器件，德累斯頓工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，光子回收和光散射效應(yīng)極大地提高了器件的發(fā)光效率（大約為5倍），并顯著提高了鈣鈦礦太陽能電池的光電壓。

研究作者Changsoon Cho博士說：“我們的研究表明，光子回收有助于提高鈣鈦礦太陽能電池轉(zhuǎn)換的效率。因此，這種電池的發(fā)展前景非常巨大。但是，在大規(guī)模應(yīng)用之前，還需進(jìn)行深入研究�！�

論文原文：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj1363