主要内容

南京大学谭海仁教授、林仁兴教授和周林教授带领团队开展研究。他们发现，钙钛矿太阳能电池（PSCs）凭借**的弱光响应性能以及可调带隙特性，在建筑一体化光伏（BIPV）领域展现出巨大的应用潜力。然而，在实际应用中，基于钙钛矿的建筑一体化光伏（BIPV）仍面临关键挑战，核心矛盾在于通过带隙工程实现颜色可调性的同时，难以保持*光电转换效率（PCE），并且还要确保电池具备足够的运行稳定性。

为解决这些问题，研究团队依据法布里 - 珀罗（F - P）共振原理，在损耗较*的SnO₂/氧化铟锌（IZO）界面引入低损耗超薄金属（LLUM）层。这一创新举措显著增强了双面钙钛矿太阳能电池（BPSCs）背面的颜色鲜艳度，使得带隙为1.52 eV的双面钙钛矿太阳能电池实现了sRGB色域60%的覆盖率。

此外，团队向电池中加入4 - 甲基苯乙基氯化铵（4M - P），并采用原位基底加热结晶策略。这一系列操作有效延长了载流子扩散长度，使得基于低损耗超薄金属层的双面钙钛矿太阳能电池在900 nm厚的吸收层下，正面光照时的光电转换效率达到23.7%。在反射率为0.1和0.2太阳光照强度的反照条件下，双面光电转换效率分别提升至24.9%和27.4%。

为进一步提升电池的长期稳定性，团队用氧化铟锌电极替代金属电极，有效抑制了金属离子扩散。经过测试，双面钙钛矿太阳能电池器件在85 °C下进行1000小时热老化后，仍能保持初始效率的87%。

这些研究成果充分表明，基于低损耗超薄金属层的双面钙钛矿太阳能电池在*效、颜色可调且稳定的建筑一体化光伏领域具有广阔的应用前景。总之，团队成功开发出了专为美观型建筑一体化光伏（BIPV）设计的*效、颜色可调的双面钙钛矿太阳能电池（BPSCs）。通过利用法布里 - 珀罗（F - P）共振原理引入低损耗超薄金属（LLUM）层，实现了对电池背面光学响应的有效调控，使色域可调范围达到sRGB空间的60%。同时，加入4 - 甲基苯乙基氯化铵（4M - P）并采用原位基底加热的方法，增强了体钝化效果和载流子传输能力，制备出了*质量的900 nm厚钙钛矿薄膜，提*了双面钙钛矿太阳能电池的光吸收能力。低损耗超薄金属层还进一步提升了电池的电导率。这项工作为将*性能、外观多样且热稳定性良好的双面钙钛矿太阳能电池集成到下一代建筑一体化光伏系统中提供了一条**前景的途径。

文献信息

High-Efficiency Fabry-Pérot-Resonance-Based Color-Tunable Bifacial Perovskite Solar Cells for Building Integrated Photovoltaics

Wennan Ou, Jie Liang, Jinyan Guo, Guihao Wang, Yuxuan Liu, Yinke Wang, Yuan Gao, Jie Wen, Zhi Li, Jiajia Hong, Yijia Guo, Haowen Luo, Xuntian Zheng, Chenshuaiyu Liu, Hongfei Sun, Yuhong Zhang, Ludong Li, Wenchi Kong, Han Gao, Lin Zhou, Renxing Lin, Hairen Tan

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202502208

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