“光子回收”效应可提高钙钛矿太阳能电池的转换效率

日前，德国德累斯顿工业大学与首尔国立大学和高丽大学的研究人员合作，展示了光子回收和光散射效应在钙钛矿太阳能电池中的作用，为高效太阳能转换提供了新途径。该研究成果已发表在Science Advances上，标题为《Effects of photon recycling and scattering in high-performance perovskite solar cells》。

作为用于太阳能转换的下一代半导体，金属卤化物钙钛矿受到了极大的关注。目前，最先进的钙钛矿太阳能电池表现出超过 25% 的高效率，接近硅光伏的创纪录效率。为了了解钙钛矿太阳能电池是否能够达到光伏效率的上限（在单结半导体中已知为34%），科学家进行了多次研究。

当光子在钙钛矿等再吸收半导体中辐射时，它可以被发射器本身再吸收并产生新的光子。这种重新吸收和重新发射光子的过程被称为光子回收。此前也有科学家研究过光子回收的影响，但它对钙钛矿太阳能电池效率的实际贡献一直备受争议。

在新研究中，科学家证实了光子回收的作用。基于首尔国立大学和高丽大学研究小组准备的器件，德累斯顿工业大学的科学家发现，光子回收和光散射效应极大地提高了器件的发光效率（大约为5倍），并显著提高了钙钛矿太阳能电池的光电压。

研究作者Changsoon Cho博士说：“我们的研究表明，光子回收有助于提高钙钛矿太阳能电池转换的效率。因此，这种电池的发展前景非常巨大。但是，在大规模应用之前，还需进行深入研究。”

论文原文：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj1363