近日，上海交通大学溥渊未来技术学院未来光伏研究中心陈昊副教授、赵一新教授和中国科学院深圳先进技术研究院碳中和所王在伟研究员于国际顶尖材料科学期刊《先进能源材料》 （《Advanced Energy Materials》）上发表最新综述“All-Perovskite Multi-Junction Solar Cells: The Rising Star of Ultrahigh-Efficiency Photovoltaics”。陈昊课题组科研助理任东旭、2025级直博生顾欣宇和博士后张祥为论文的共同第一作者。该综述得到了国家自然科学基金、上海交通大学启动基金和上海市浦江人才项目的支持。
全钙钛矿多结太阳能电池采用带隙互补的多种吸光材料堆叠，通过光谱分段吸收显著提升光能利用率，有望突破传统单结太阳能电池的Shockley-Queisser效率极限，其理论效率可达45%以上。但是，这项技术目前仍处于起步阶段：窄带隙钙钛矿中的Sn²⁺容易氧化为Sn⁴⁺，导致非辐射复合加剧；其结晶过程存在相分离和针孔缺陷，难以精确调控；宽带隙钙钛矿则因卤素偏析和界面能级失配，存在明显的开路电压损耗问题（通常超过0.5V）。这些先天不足使得当前认证效率与理论值差距较大，亟需进行系统性梳理。
本文系统梳理了该领域最新进展，揭示了多级全钙钛矿叠层光伏器件效率损失的根源，并从吸光材料、电荷传输层和互连层三个核心维度提出优化方案。最后，从柔性结构设计、新型窄带系钙钛矿材料开发和大面积制备等方向展望了该光伏新技术的未来发展方向，为突破效率瓶颈提供理论指导和技术路径。
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