25.14%！东京城市大学钙钛矿/CIGS叠层电池效率创纪录

据报道，日本东京城市大学的研究人员在将钙钛矿顶电池与铜-铟-镓硒(CIGS)底电池结合的叠层太阳能电池中，创造了新的世界级功率转换效率纪录。该双端子器件的活动面积为1平方厘米，认证效率达到25.14%，这一结果得到了日本先进产业科学技术研究所(AIST)独立确认。

图片来源：东京城市大学

这超过了德国亥姆霍兹柏林中心(HZB)于2025年2月创下的钙钛矿-CIGS双联24.6%的纪录，此后全球各方一直努力将该技术推向25%的门槛。日本团队指出，尽管国际研究密集，这一25%的目标至今仍难以实现。

新的记录单元基于最初由AIST开发的CIGS底部器件，配合采用改良吸收层且结晶度更高的钙钛矿顶层电池。这一增强得益于两个亚细胞之间新引入的界面屏障层，为钙钛矿生长提供了更有利的表面，抑制了界面复合损失，并阻断了CIGS吸收体与钙钛矿前体材料之间的不良化学反应。

在顶层钙钛矿电池中，研究人员采用了氧化铟锡(ITO)底物、MeO-2PACz自组装单分子层(SAM)、钙钛矿吸收剂，以及由巴克敏斯特富勒烯(C60)和原子层沉积二氧化锡(ALD-SnO₂)层组成的电子传递堆栈，随后还加一层ITO层、氟化镁(MgF₂)抗反射涂层和银接触剂。CIGS底层电池采用钠石灰玻璃(SLG)作为基底，采用钼(Mo)背接触、CIGS吸收层、硫化镉(CdS)缓冲液和氧化锌(ZnO)窗层。

在标准测试条件下，叠层装置不仅实现了25.14%的效率，还实现了1.845伏的开路电压、16.25 mA/cm²的短路电流密度和83.5%的填充因子。

团队预计通过改进器件架构以提升短路电流，有望取得进一步进展，并计划通过改进添加剂和钝化策略加快实际应用的开发，尽管这些方面的详细信息尚未公开。