鈣鈦礦/硅串聯

太陽能電池在功率轉換效率(PCE)方面最近取得了顯著進展，但鈣鈦礦層的旋涂法面臨著巨大的可擴展性挑戰，量產受限。研究團隊通過優化1.66 eV寬帶隙鈣鈦礦，使用刀片涂層技術，將鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池達到了31.2%的認證功率轉換效率（PCE）。刀片涂層疊層太陽能電池在連續照明1-sun MPPT下保持T80超過1700小時，展示了穩定性和可制造性。

2D-n型薄膜及其混合維度分布

2D-n薄膜的能級調控與混合維度特性

結構維度與組成相關：圖中可以清晰看到隨著n值的變化，PEA-基 2D 結構發生明顯改變，化學組成從n＝1時的逐漸演變為PEA2PЫ4更復雜的形式，這體現了結構維度和化學組成之間的緊密聯系。

混合維度特性：通過PL 發射曲線可知，2D - n 薄膜存在混合維度物種，這意味著在實際制備過程中很難獲得單一維度的理想結構，這種混合維度特性可能對薄膜的光學和電學性能產生復雜的影響。

能帶排列規律：2D-n薄膜的能帶結構隨著值變化而有規律地改變，且與控制3D刀片涂層鈣鈦礦和 ITO/SAM 的能帶存在特定的對齊關系。這種能帶排列規律對于理解電荷在不同結構間的傳輸機制至關重要，為優化電池性能提供了理論依據。

PL 發射強度差異：不同值的物種在 PL 發射強度上存在差異。這可能是由于不同的結構維度和化學組成導致了不同的電子態密度和躍遷幾率，從而影響了光致發光的強度。通過調整2D鈣鈦礦薄膜的維度，可以優化與3D鈣鈦礦層的能量對齊，從而提高電荷提取和太陽能電池的整體性能。

2D-n/3D薄膜的光致發光特性與界面驗證

底部界?的?維n型薄膜

2D層的存在：通過HR-STEM圖像確認了2D鈣鈦礦層在埋藏界面的存在，這表明在刀片涂層過程中，2D層在一定程度上得以保留。

PLQY值的提升：2D-3/3D薄膜展現出最高的PLQY值，這可能與更好的電荷提取效率和/或更低的非輻射復合損失有關。

界面工程的影響：2D層的引入和優化可以顯著影響鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池的性能，特別是在提高光致發光量子產率方面。

2D層的穩定性：盡管在刀片涂層過程中可能會發生部分2D層的溶解和再結晶，但這些結果表明，適當的2D層可以為3D鈣鈦礦層提供一個穩定的界面，從而提高整體電池性能。

2D-n層在單結p-i-n電池中的集成效果

集成2D-n層對單結p-i-n電池性能的影響

2D層的優化：引入2D層，特別是2D-3層，可以顯著提高單結p-i-n電池的性能，這主要是通過改善空穴提取和減少載流子復合來實現的。

電池性能的提升：2D-3/3D電池在VOC、FF和PCE方面均展現出優于控制3D電池的性能，這表明通過界面工程可以顯著提升鈣鈦礦太陽能電池的性能。

穩定性的改善：2D-3/3D電池在長期光照下的穩定性優于控制3D電池，這表明2D層的引入有助于提高電池的長期穩定性。

界面工程的重要性：通過調整2D層的能帶結構和濃度，可以實現與3D鈣鈦礦層的更好能量對齊，從而提高電荷提取效率和電池性能。

封裝后太陽能電池在連續1-sun光照下的最大功率點跟蹤（MPPT）比較。2D-3/3D電池展現出更好的穩定性，能夠在約950小時保持其初始PCE的80%，而控制3D電池在約600小時后性能下降。

刀片涂層鈣鈦礦/硅串聯電池的性能與穩定性

刀片涂層鈣鈦礦/硅串聯電池的相關特性

2D層的集成效果：在鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池中成功集成了2D層，特別是2D-3層，這有助于提高電池的整體性能。

性能提升：2D-3/3D電池在VOC、JSC和FF方面均展現出優于控制3D電池的性能，這表明通過界面工程可以顯著提升鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池的性能。

穩定性的改善：封裝后的鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池在連續1-sun光照條件下的最大功率點跟蹤（MPPT）性能。2D-3/3D電池在約1700小時后仍能保持其初始性能的80%，顯示出優異的長期穩定性。

通過MPPT測試，研究人員發現，采用2D/3D異質結構的刀片涂層鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池展現出了卓越的長期穩定性。2D-3/3D電池在連續1-sun光照條件下保持了超過1700小時的80%初始性能，這是太陽能電池領域的一個重要里程碑。

美能MPPT多通道電池測試系統

「美能光伏」?MPPT多通道電池測試系統，采用A+AA+級LED太陽光模擬器作為老化光源，以其先進的技術和多功能設計，為鈣鈦礦太陽能電池的研究提供了強有力的支持。

• 光源等級：A+AA+，光譜匹配度A+級，均勻性A級，長時間穩定性A+級
• 有效光斑大小:≥250*250mm（可定制）
• 光強可調節:0.2sun, 0.5sun, 1sun, 1.5sun，4個檔位

功率獨立可控：300-400 nm/400-750 nm/750-1200 nm

通過引入 2D 鈣鈦礦層和優化界面，提高了刀片涂層鈣鈦礦 / 硅串聯電池的性能和穩定性，展示了線性印刷技術在高效太陽能電池制備中的潛力。美能MPPT多通道電池測試系統用于評估和優化太陽能電池在連續工作條件下的性能。通過這一系統，研究人員能夠精確地跟蹤每個電池在模擬實際戶外光照條件下的最大功率點（MPP），并實時調整以維持最高效率。