近日，上海交通大學(xué)溥淵未來技術(shù)學(xué)院未來光伏研究中心陳昊副教授、趙一新教授和中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院碳中和所王在偉研究員于國際頂尖材料科學(xué)期刊《先進能源材料》 （《Advanced Energy Materials》）上發(fā)表最新綜述“All-Perovskite Multi-Junction Solar Cells: The Rising Star of Ultrahigh-Efficiency Photovoltaics”。陳昊課題組科研助理任東旭、2025級直博生顧欣宇和博士后張祥為論文的共同第一作者。該綜述得到了國家自然科學(xué)基金、上海交通大學(xué)啟動基金和上海市浦江人才項目的支持。

全鈣鈦礦多結(jié)太陽能電池采用帶隙互補的多種吸光材料堆疊，通過光譜分段吸收顯著提升光能利用率，有望突破傳統(tǒng)單結(jié)太陽能電池的Shockley-Queisser效率極限，其理論效率可達45%以上。但是，這項技術(shù)目前仍處于起步階段：窄帶隙鈣鈦礦中的Sn2?容易氧化為Sn??，導(dǎo)致非輻射復(fù)合加?。黄浣Y(jié)晶過程存在相分離和針孔缺陷，難以精確調(diào)控；寬帶隙鈣鈦礦則因鹵素偏析和界面能級失配，存在明顯的開路電壓損耗問題（通常超過0.5V）。這些先天不足使得當(dāng)前認證效率與理論值差距較大，亟需進行系統(tǒng)性梳理。

本文系統(tǒng)梳理了該領(lǐng)域最新進展，揭示了多級全鈣鈦礦疊層光伏器件效率損失的根源，并從吸光材料、電荷傳輸層和互連層三個核心維度提出優(yōu)化方案。最后，從柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計、新型窄帶系鈣鈦礦材料開發(fā)和大面積制備等方向展望了該光伏新技術(shù)的未來發(fā)展方向，為突破效率瓶頸提供理論指導(dǎo)和技術(shù)路徑。