【祝贺】沈文忠教授团队学术专著《钙钛矿/晶硅异质结叠层太阳电池》出版

 近日，上海交通大学物理与天文学院太阳能研究所沈文忠教授团队的最新学术著作《钙钛矿/晶硅异质结叠层太阳电池》（ISBN 978-7-03-076709-7），由科学出版社出版。全书共分七章，59.8万字。该书是国内外首本全面反映钙钛矿/晶硅异质结叠层太阳电池研究和技术进步的著作。该书可作为高等院校的半导体材料与器件、光电子、光学工程和光伏科学与技术等相关专业师生的参考用书，也可供太阳能光伏及相关技术领域的研发和工程技术人员学习参考。

图1 钙钛矿/晶硅异质结叠层太阳电池结构示意图和专著封面

 太阳能光伏发电是最重要的可再生能源之一，是实现能源绿色低碳转型的有效途径和实现“碳达峰、碳中和”战略目标的主力军。过去几十年晶硅太阳电池组件因其产业成熟、制造成本低、材料可靠性高等优势，一直是主流的光伏产品，但是单结晶硅太阳电池的转换效率正在接近29.4%的Shockley-Queisser极限，大幅度地提高单结晶硅电池的转换效率将变得非常困难。近十多年来，一种以具有ABX3钙钛矿型结构的有机—无机金属卤化物为吸光材料的钙钛矿太阳电池成为研究热点，其转换效率从最初的3.8%快速提升到当前可与晶硅电池效率相比拟。钙钛矿太阳电池具有制备方法简单、成本较低、能实现高转换效率等优点，但是其稳定性和大面积化还有待改善。为不断提高太阳电池的效率，自然而然地人们想到了叠层和多结太阳电池，最简单的方法是使用具有不同带隙的吸收材料来吸收不同能量的光子。钙钛矿电池对光的吸收能力强，光谱吸收范围广，可以吸收全光谱可见光。钙钛矿电池与晶硅电池的串联叠层，将充分吸收太阳光，突破单结电池的效率极限。自2015年钙钛矿/晶硅叠层太阳电池首次被提出以来，其能量转换效率从初始的13.7%快速提升到目前的33.9%。钙钛矿/晶硅异质结叠层太阳电池是两结太阳电池领域中被产业界最为看好的。钙钛矿/晶硅异质结叠层太阳电池的物理本质是一种半导体串联器件，能够满足光伏行业对太阳电池效率的不断追求和长久发展。

    物理与天文学院太阳能研究所近年来聚焦于钙钛矿/晶硅异质结叠层太阳电池研究，在理论计算和实验制备及表征方面做了大量的工作，发表了一系列高水平论文。总结研究成果和国内外相关研究现状，得以形成本书。据作者所知，该书是国内外第一本全面介绍钙钛矿/晶硅异质结叠层太阳电池研究和技术进展的学术专著。全书共分七章，59.8万字。该书首先介绍了晶硅异质结太阳电池研发进展和钙钛矿太阳电池制造工艺与技术，然后系统阐述了钙钛矿/晶硅异质结叠层太阳电池基本物理问题、制备工艺技术、精确性能测试与稳定性表征以及模拟与发电量预测等内容，最后讲述了钙钛矿与其他晶硅及薄膜叠层太阳电池的研究进展。

    该专著系列工作得到国家自然科学基金重点项目（11834011）和国家重点研发计划项目（2022YFB4200101）的资助支持。专著的署名是沈文忠、高超、李正平。太阳能研究所的研究生苏弘桢、乔飞扬、马胜、张德钊和博士后丁东、杜大学等参加部分章节的撰写。

    据悉，物理与天文学院太阳能研究所致力于高效太阳电池的研究和产业化，近十年来出版专著三部，前两部分别是《太阳能光伏技术与应用》（沈文忠，上海交通大学出版社，2013）和《硅基异质结太阳电池物理与器件》（沈文忠、李正平，科学出版社，2014）。

图文编辑：刘真

责任编辑：叶丹、朱敏

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