鈣鈦礦疊層太陽能電池底層電池帶隙

鈣鈦礦疊層太陽能電池的底層電池帶隙是影響電池性能和效率的關(guan) 鍵因素之一。以下是關(guan) 於(yu) 底層電池帶隙的相關(guan) 信息：

一、鈣鈦礦/晶矽疊層電池

• 底層電池類型：通常為(wei) 晶矽電池，其帶隙約為(wei) 1.1 eV。晶矽電池的窄帶隙使其能夠吸收長波長光子，但吸收短波長光子時能量損失較大，這也是晶矽電池效率提升的重要瓶頸。

• 匹配優(you) 勢：鈣鈦礦電池的帶隙可調性使其能夠與(yu) 晶矽電池形成良好的疊層結構。寬帶隙鈣鈦礦頂電池吸收短波長太陽光，而窄帶隙晶矽底電池吸收未被頂電池吸收的長波長太陽光，從(cong) 而更大程度地擴寬光譜吸收範圍，提高太陽能電池效率。

二、全鈣鈦礦疊層電池

• 底層電池帶隙調節：全鈣鈦礦疊層電池的底層電池通常為(wei) 窄帶隙鈣鈦礦，帶隙範圍可調節至1.2 eV左右。這種窄帶隙鈣鈦礦能夠吸收更長波長的光，從(cong) 而提高電池對太陽光譜的利用率。

• 技術挑戰與(yu) 解決(jue) 方案：窄帶隙鈣鈦礦材料（如鉛錫混合鈣鈦礦）在製備過程中容易出現成分分離問題，影響薄膜質量和電池性能。為(wei) 解決(jue) 這一問題，研究人員通過在鈣鈦礦前驅體(ti) 溶液中引入金屬錫粉，有效抑製二價(jia) 錫離子的氧化，並將四價(jia) 錫離子還原，從(cong) 而製備出高質量的窄帶隙鈣鈦礦薄膜。

三、帶隙優(you) 化對效率的影響

• 理論效率提升：通過優(you) 化底層電池的帶隙，鈣鈦礦疊層太陽能電池能夠實現更高的光電轉換效率。例如，鈣鈦礦/晶矽疊層電池的理論效率可達43%以上，而全鈣鈦礦疊層電池的理論效率甚至更高。

• 實驗進展：在實際實驗中，通過調整鈣鈦礦吸收層的帶隙和厚度，研究人員已經實現了較高的轉換效率。例如，使用帶隙為(wei) 1.69 eV的鈣鈦礦的疊層電池達到了22.2%的功率轉換效率。

綜上所述，鈣鈦礦疊層太陽能電池的底層電池帶隙對電池性能至關(guan) 重要。通過合理調節底層電池的帶隙，可以顯著提高電池的光電轉換效率和光譜利用率。