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用来作为叠层电池前电池的宽带隙钙钛矿的带隙是多少?

作为叠层电池前电池的宽带隙钙钛矿,其带隙范围通常在 1.7 eV 至 2.3 eV 之间。这一带隙值使得宽带隙钙钛矿适合作为叠层太阳能电池的顶电池,与窄带隙底电池(通常带隙在1.25 eV 至 1.40 eV)结合,形成高效的叠层结构。

具体依据与案例:

  1. 华南理工大学严克友团队研究

    • 他们利用带隙为 1.92 eV 的无机钙钛矿材料 CsPbI₂Br 作为顶电池,结合带隙为1.31 eV的窄带隙钙钛矿底电池,成功制备了效率达 22.57% 的全无机钙钛矿叠层电池。

    • 该团队指出,无机铅钙钛矿的固有带隙(1.7-2.3 eV)适合作为叠层电池的宽带隙顶电池,因其兼具高效率与稳定性。

  2. 武汉大学柯维俊/方国家团队研究

    • 通过优化宽带隙钙钛矿的薄膜质量,制备了带隙为 1.77 eV 的刮涂钙钛矿太阳能电池,效率达 19.97%

    • 该电池作为叠层电池的顶电池,显著提升了整体光电转换效率。

  3. 钙钛矿/晶硅叠层电池的需求

    • 硅电池带隙约为1.12 eV,接近叠层电池底电池的最优带隙。为匹配硅电池,顶电池的带隙需约为 1.65-1.7 eV,以最大化光谱利用效率和电流匹配。

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宽带隙钙钛矿的优势:

  • 高效率:较大的带隙减少电子-空穴复合,提高开路电压。

  • 热稳定性:宽带隙材料通常具有更好的耐高温性能。

  • 抗湿气性:对湿气的稳定性较强,适合户外应用。

综上,宽带隙钙钛矿的带隙值在 1.7-2.3 eV 之间,具体取决于材料组成(如CsPbI₂Br、CsPbI₃等)和制备工艺。这一带隙范围使其成为叠层电池顶电池的理想选择,推动光电转换效率的提升。