Nature Commun：钙钛矿太阳能电池的倍增载流子实现超100 %内量子效率

纳米技术

2023-10-10

通过倍增载流子（Carrier multiplication）的方式可能打破单节光伏电池的Shockley-Queisser极限，虽然人们通过令人信服的光谱数据说明钙钛矿卤化物存在非常强的倍增载流子现象，但是对于真实钙钛矿太阳能电池的相关研究仍非常少。

有鉴于此，南洋理工大学Tze Chien Sum等通过研究 Cs_0.05FA_0.5MA_0.45Pb_0.5Sn_0.5I₃体系，说明这种钙钛矿电池非常低的2E_g阈值(~500 nm)和高效率(99.4±0.4 %)。

主要内容

（1）

强倍增效应能够产生超过110 %的内量子效率，在最好的器件中内量子效率甚至高达160 %。这项研究结果有助于理解倍增载流子效应对于钙钛矿太阳能电池的贡献，有助于理解各种因素的影响（光学损失以及寄生性吸收损耗、载流子复合损耗、载流子提取损耗）。

（2）

倍增载流子效应在Pb-Sn混合钙钛矿太阳能电池中存在，但是倍增载流子起到的作用可能受到抑制。作者认为通过对器件结构进行设计，能够调节钙钛矿太阳能电池更好的表现倍增载流子效应。

参考文献

Yue Wang, Senyun Ye, Jia Wei Melvin Lim, David Giovanni, Minjun Feng, Jianhui Fu, Harish N S Krishnamoorthy, Qiannan Zhang, Qiang Xu, Rui Cai & Tze Chien Sum, Carrier multiplication in perovskite solar cells with internal quantum efficiency exceeding 100%. Nat Commun 14, 6293 (2023)

DOI: 10.1038/s41467-023-41758-w

https://www.nature.com/articles/s41467-023-41758-w