当前的问题是，哪项技术将成为新一代太阳能技术?
仅采用单一吸收体材【cái】料的太阳能电池在【zài】提【tí】高转换效【xiào】率方面的潜力非常有限，其效率增益空间主要取决于【yú】吸收【shōu】体【tǐ】的 禁【jìn】带【dài】宽度 。图1所【suǒ】示为热力【lì】学(细【xì】致平衡)效率极限【xiàn】与禁带的关【guān】系曲线。太【tài】阳【yáng】能电池的热力学效率极【jí】限也叫肖克利-奎【kuí】伊【yī】瑟(Shockley-Queisser)极限，以首次计算出【chū】该极限的两位物理学家命名【míng】。
图1：最大理论效率与吸收体禁带宽度的关系。[1]
在AM1.5标准光【guāng】谱下，曲线【xiàn】上的最大【dà】值约为33%，对应【yīng】的禁带宽【kuān】度为1.1eV或1.4eV。不过，效率峰值分布的范【fàn】围也比较广【guǎng】。当禁【jìn】带宽度为0.9-21.7eV时，转换效率也可超【chāo】过30%。因【yīn】此，大多【duō】数【shù】太阳光【guāng】吸收材料的理论效率【lǜ】极限均【jun1】较为相近。
晶硅的理论效率极限【xiàn】约为32%。然而，如【rú】果稍微偏离理想条【tiáo】件【jiàn】，考虑到(不可避【bì】免的)俄歇复合(Auger-Recombination)，晶【jīng】硅的【de】效率极限便会降至29%左右【yòu】。
2017年，日本钟化【huà】集团(Kaneka)开发的一块180cm²太【tài】阳能电【diàn】池创下了26.6%的转换【huàn】效【xiào】率【lǜ】世界纪录[2]，已经比【bǐ】较接近【jìn】理论极限。PERC电池【chí】(工艺改进)的转换【huàn】效率【lǜ】记录目前由隆基【jī】保持，效率高达【dá】24.06%。
未来【lái】5到【dào】10年内【nèi】，晶硅太阳能电池将达到25%左右【yòu】的效【xiào】率极限。届时，在不影响其成本【běn】优势的前提下，电池量产【chǎn】技【jì】术将无法再进一步【bù】完善，这样晶【jīng】硅太阳【yáng】能电池技术就将失去主流技术所需要具备的经济可【kě】行性。晶硅电【diàn】池达到上述【shù】极限的【de】过程将【jiāng】相对【duì】容易，主要依靠不断降低【dī】光学损耗、电阻损【sǔn】耗以及最关键的复【fù】合损失。这【zhè】一【yī】过程不【bú】需要任何【hé】“真正的【de】”颠覆【fù】性技术。
那【nà】么，光【guāng】伏行业的效率增【zēng】益将会就此止【zhǐ】步不前吗?会不会所【suǒ】有的改【gǎi】进措施【shī】都将【jiāng】依靠进【jìn】一步降低成本【běn】(以及通过冷却等方法提高发【fā】电量)?
目前看来，唯一的办法似【sì】乎只有突破肖克利-奎伊瑟极限。原则上，有两种方法可以【yǐ】提【tí】高太阳【yáng】能电池的理论效【xiào】率极限：一是【shì】汇聚更多的太阳光;二是采用两种及【jí】以上禁带不同的吸收体材料。采用两【liǎng】种【zhǒng】吸【xī】收体【tǐ】的电池称【chēng】为“双结【jié】叠层电池”，超【chāo】过两【liǎng】种【zhǒng】吸收体的电【diàn】池叫【jiào】做“多【duō】结叠【dié】层电池”。
若要【yào】提【tí】高单个【gè】太阳能组【zǔ】件的发电量，最简单的方法之一就【jiù】是使【shǐ】组件【jiàn】正反两面都能收集太阳【yáng】光。相较【jiào】单【dān】面电池组件，双面【miàn】电【diàn】池组件能够将光伏系统【tǒng】的发电量【liàng】提高9-21%，但新增成本却微乎其微。在集【jí】中式光伏系统中，双【shuāng】面电池【chí】组件已是大势所趋，而【ér】且此类电【diàn】站将是光伏【fú】装机项【xiàng】目中的主【zhǔ】力【lì】军。
因此，在开发【fā】一项新【xīn】的电池技【jì】术时，必须【xū】评估其与双面技术的兼【jiān】容【róng】性。
聚光电池
首先，我们来看一下【xià】聚光电池技【jì】术。通过汇聚太阳光，会产生更多的载流【liú】子，同时其复合保持不变，这样开路【lù】电压就【jiù】会升高【gāo】，太阳能电池的转换效率也【yě】就【jiù】随之提高。如图2所【suǒ】示，在理想条件【jiàn】下，电池【chí】效率【lǜ】随【suí】着辐照强度【dù】增强而【ér】呈对数增长。理论上来【lái】说，如果汇聚的太阳【yáng】光增强1000倍【bèi】，太阳能【néng】电池效率可提高约25%(相对值【zhí】)，电池【chí】效率极限可提高【gāo】约【yuē】7%(绝对【duì】值)。
图2：不同串联电阻下的电池效率与聚光比的关系
不过，在实际操作中，聚光存在【zài】许多限制，如光学【xué】损耗至少在9-21%、额外【wài】的电阻损耗、温【wēn】度上升、入【rù】射接收角【jiǎo】较小、成本高昂【áng】等。此【cǐ】外，聚光电池【chí】技【jì】术与双【shuāng】面技【jì】术也不兼容。因此，基于单结电池的聚光【guāng】光伏【fú】系统在【zài】性能上不如未采【cǎi】用聚【jù】光技术的【de】电池，并且成本还【hái】更高。我们不【bú】认【rèn】为聚光电池是突破肖克利-奎伊瑟极限的可【kě】行技术。
双结叠层电池
双结叠层电池【chí】技术或多【duō】结电【diàn】池技术旨在改善【shàn】较宽的太阳光谱范围【wéi】与【yǔ】单【dān】一半【bàn】导体局限的吸收边限不相匹配【pèi】的问【wèn】题。图3所示【shì】为AM1.5G标准光谱。在禁带宽度为1.12 eV(约【yuē】1100 nm)的晶硅太阳能电池中，能量较高(即波【bō】长较【jiào】短【duǎn】)的光子全【quán】部被【bèi】吸【xī】收，其【qí】剩余能【néng】量以热能的【de】形式消散【sàn】于晶格中——这一过程叫做热【rè】化【huà】。所有能量较低的光子均不被吸收，而【ér】是直【zhí】接进入【rù】晶硅吸收体层。这些光【guāng】子在背【bèi】接触层被吸收并产生【shēng】热量，或被反射或穿过组件【jiàn】。
图3：晶硅太阳能电池的光谱吸收和热损耗。 [1]
图【tú】4描述了【le】三结太阳能电【diàn】池的结构：三种不同的材【cái】料串联【lián】叠放。禁带较【jiào】宽的【de】材料位于顶部，可吸收【shōu】所有能【néng】量【liàng】大于【yú】其【qí】禁带的光子【zǐ】，其它光【guāng】子将进入下一层【céng】。在【zài】这一【yī】结构【gòu】中，禁【jìn】带较宽【kuān】的材【cái】料所产生【shēng】的载流子的能量(VOC)将比禁【jìn】带较窄的材料所产生的载流子要高，因此可有效减少热损耗。添加一层禁带【dài】较窄的材料可吸收更多的低能量光子，从而提高【gāo】产光生电流。
图4：三结太阳能电池及相应的吸光区域。[4]
如【rú】图5所【suǒ】示，双【shuāng】结叠【dié】层【céng】电池的【de】理论(细致平衡【héng】)效率极【jí】限取决于其顶电池和底电【diàn】池【chí】的禁带能量。二者的最【zuì】佳组【zǔ】合是0.95eV和1.7eV，这时效率最【zuì】大值可达46%左右。对于底电【diàn】池材料来说，晶硅是一个非常【cháng】不错的选择【zé】。配以禁带宽度为1.8eV的【de】顶电池【chí】，转换效率可达【dá】44%左右。另外，双结叠层电池技术【shù】与双面电【diàn】池组【zǔ】件【jiàn】技术相容【róng】。根据不同的反射率，晶【jīng】硅底【dǐ】电池可通过背面额外收集9-21%的太阳【yáng】光。对于双【shuāng】结叠层【céng】电池来说，这意味着顶电【diàn】池的禁带宽【kuān】度【dù】需【xū】要降低，从而【ér】使其产生更【gèng】多的【de】电流，确保顶电池和底电池的电流相匹配。因此，在采【cǎi】用晶【jīng】硅【guī】底电池的【de】双面【miàn】双结叠层电池中，顶电池的【de】禁带宽度最好降低至1.6eV左右。
图5：双结叠层电池的(细致平衡)效率极限[1]
理论【lùn】上来【lái】说，双结叠层【céng】电池【chí】技术可以将晶硅太阳【yáng】能电池的【de】效率提高【gāo】12%(绝对【duì】值)那么，双结叠【dié】层电池技术能为量【liàng】产太阳能【néng】电池效率带来又一次【cì】飞跃吗?
采用III-V族半导体【tǐ】的【de】双结【jié】叠层电池【chí】或多结电池已被证明【míng】具有超【chāo】高【gāo】潜力：其【qí】实验室效率已超过【guò】46%[5]，量【liàng】产效率【lǜ】约为40%。不过，III-V族半导体【tǐ】技【jì】术极其昂贵。其【qí】中，仅晶片成本就已经是【shì】硅片的200倍【bèi】以【yǐ】上。因此，只有将太阳光的聚光量提高500倍左右，该技【jì】术才具有可行性。总而言之，由于成【chéng】本过高【gāo】，III-V族半导体技术目前依然无【wú】法与【yǔ】主流【liú】晶【jīng】硅电池技术相抗衡。
长【zhǎng】久以来，研发人【rén】员【yuán】一直在寻找合【hé】适的吸收体【tǐ】材料来作为顶电池，与晶硅底【dǐ】电池搭配【pèi】使用【yòng】。图6显示了与效率为【wéi】25%的晶硅底电【diàn】池组合时，顶电【diàn】池【chí】所需要达到的效率[6]。
若要实现接近【jìn】30%的电池效率，当【dāng】采用禁带【dài】宽度小于1.7eV的【de】材料时，顶【dǐng】电池效率需要达到20%以上。到目前【qián】为止，研发人员还未找到合适【shì】的材【cái】料【liào】。碲化镉(CdTe)本【běn】来有望成为候选材料，但其禁带过【guò】窄【zhǎi】，只有1.4eV。非晶硅和铜镓硒(CGS)的禁带宽度在1.7eV左右，比较【jiào】合【hé】适，但其【qí】转换【huàn】效【xiào】率太低。半导体量子结构不仅【jǐn】不【bú】解决问【wèn】题，还会引发新的问题。
图6：底电池效率不变，顶电池所需达到的效率。[6]
目前，顶电池有两种潜在候选材料：III-V族半导体和钙钛矿。
那么，这两种候选材料各有何优劣?
首【shǒu】先，III-V族半导体顶电池可与晶硅底电池配【pèi】合【hé】使用。由于晶格【gé】失配和【hé】温度【dù】收支现象【xiàng】，两【liǎng】种材料无法直【zhí】接用外延法生长在一【yī】起。
目前，III-V族半导体顶电池【chí】与【yǔ】晶【jīng】硅底【dǐ】电池的双结叠层组合已在实验室【shì】中【zhōng】达到了【le】32.8%的转换效率[7]。不过【guò】，这种电池技术的【de】成本比【bǐ】晶硅电池高出了一个数量级。用外【wài】延法生长在锗或砷化镓晶片表面，再进行剥离【lí】和转移，似乎是【shì】最可行的做法【fǎ】，不【bú】过这【zhè】在【zài】技术和【hé】经【jīng】济性方【fāng】面【miàn】是否可行，尚有待【dài】证明。图7所示为【wéi】上述结构的截【jié】面示意图[8]。
目前，普遍认为该技术在经济性上未达到量产标准。
图7：磷化镓铟/硅基双结叠层太阳能电池的结构示意图[8]
第【dì】二【èr】个选项是【shì】采【cǎi】用钙钛矿太阳能【néng】电池作为【wéi】顶电池【chí】。近年来，全球各地的【de】实验室【shì】在钙钛矿电池研发方面都取得了重大进展。钙钛矿【kuàng】单结【jié】电池的转换效率已超过20%。2018年6月【yuè】，牛津光伏【fú】(Oxford PV)公司成【chéng】功开发出效【xiào】率高达27.3%的钙钛矿/硅【guī】基双【shuāng】结叠层【céng】电池【chí】，首次打破了单结晶硅电【diàn】池26.6%的世界纪录【lù】[9]。
钙钛矿是一种前景非【fēi】常广阔【kuò】的【de】吸收体材料。它【tā】们属于直接带隙半导体，因此其【qí】作为太阳【yáng】能电池【chí】的吸收体材料时，厚度只【zhī】需达到1 µm即可。禁带宽【kuān】度的调整范围为1.5 eV左【zuǒ】右至1.7 eV以上。而且【qiě】，即便采用低成本沉积【jī】技【jì】术【shù】，也能实现出【chū】色的复合特【tè】性。其开路电压也正【zhèng】在【zài】逐步逼近【jìn】肖【xiāo】克利-奎伊瑟极限。
钙钛【tài】矿太【tài】阳能电池在短时间内【nèi】就能取得【dé】如此惊人【rén】的【de】进展，着实令人印象深刻【kè】，但钙钛矿/硅【guī】基双结叠层电池在实现量产之前，还需要克服不少【shǎo】难关【guān】。
挑战1
最大【dà】的挑【tiāo】战就【jiù】是如【rú】何确保钙钛矿电池的长期稳定性。标准组件可以在恶劣的【de】户外【wài】气【qì】候条件【jiàn】下耐受9-21年，而【ér】钙钛矿在几分钟之内便会退化【huà】。不过，这方面【miàn】目前【qián】也已取得显著进展：钙钛矿/硅基双结叠层电池【chí】与双【shuāng】玻组件【jiàn】技【jì】术相结合，可以通【tōng】过DH1000或TC200试验[10]。目前，研发【fā】人员正在努力提高钙钛矿/硅基双结叠层【céng】电【diàn】池抵【dǐ】抗紫外线辐【fú】射、湿【shī】气、高温和氧【yǎng】气的能力。
挑战2
第二项挑战在【zài】于【yú】要将不足1cm²的实验室级电池提【tí】升到【dào】正常硅片大小。这【zhè】需【xū】要进【jìn】行大量【liàng】的工程设计，不过可以借助晶硅电池、薄膜电池及蓄电池生产中成【chéng】熟【shú】的【de】沉【chén】积技术，因此该【gāi】项挑战不至于成为根本【běn】性障碍。
挑战3
钙钛矿通常含有铅、铯等剧毒元素。目前，这一点不会影响其在光伏组件中的使用，因为晶硅电池组件的焊带【dài】和金属化浆【jiāng】料中也含有铅【qiān】。不过【guò】，未来新的法规也【yě】许会限【xiàn】制光伏组件使【shǐ】用有毒材【cái】料。如有需要，浆【jiāng】料和焊带中的铅可以轻而【ér】易【yì】举【jǔ】地找到替代品。但铅【qiān】是构成钙钛矿的主【zhǔ】要【yào】元素【sù】之一，目前还无【wú】法被取【qǔ】代。
钙钛矿/硅基双结叠层电池及组件结构
原则上来【lái】说【shuō】，双结【jié】叠层电池组【zǔ】件有两种设计方法。一种方法是采用集成一体【tǐ】化结构：将底电池和顶电池集【jí】成在同【tóng】一【yī】个【gè】电池【chí】片(如图8所示)，再按照标准晶【jīng】硅【guī】电【diàn】池的工艺将双结叠层电池连接【jiē】起【qǐ】来，形成【chéng】电池组件【jiàn】。另一种方法是将顶电【diàn】池【chí】和底电【diàn】池【chí】分开，制成两个组件，然后再【zài】串【chuàn】联叠放并封装在一【yī】起【qǐ】。底电池组件的敷【fū】设多多【duō】少【shǎo】少有标准可循。顶电池组件可采用薄膜叠瓦技术。这【zhè】种方法的优点在于顶【dǐng】电池和【hé】底电池之间不需要电流匹配，缺点在于接【jiē】触和电池连接的【de】工作量翻倍【bèi】。
笔【bǐ】者认为，在协【xié】同效应【yīng】、成本和生产良率方面，第一【yī】种【zhǒng】方法【fǎ】的前景更【gèng】加光明。此【cǐ】外，就目前的生产技【jì】术而言，这种方法所需要【yào】的改【gǎi】动也少【shǎo】得多。因此，我们将重点关注一体化双【shuāng】端叠层电【diàn】池。
图8：典型的一体化双结叠层电池结构[11]
底电池
底电池【chí】可以采用P型硅片【piàn】或【huò】N型硅片。虽然大多数实【shí】验室项目都采【cǎi】用N型异【yì】质结电池，但P型电池【chí】其【qí】实【shí】也是可行的【de】。其中，顶【dǐng】电池和底电池的【de】极【jí】性需要相匹配，这一点至【zhì】关【guān】重要。在集成一体化型电池结【jié】构中，顶电池通常【cháng】采用“反型”结构，将P层【céng】作【zuò】为底层【céng】。这【zhè】意【yì】味着底电池也需要将P接触层作为【wéi】底【dǐ】层，这【zhè】一【yī】点可以【yǐ】通过背结N型电池或【huò】常规的P型电池来实现。
不论是N型【xíng】电【diàn】池还是P型电池，都需要在顶电池形成【chéng】隧穿结以【yǐ】及【jí】一【yī】层(导【dǎo】电)光学层。底电池正面无【wú】需镀减反射膜，也无需金属化。由于底电池【chí】不导电，因此不【bú】适合采用【yòng】标准氮化硅正【zhèng】面钝化工【gōng】艺，可以选【xuǎn】择晶【jīng】硅/氧化铟锡(a-Si/ITO)异质结技【jì】术，或选择带ITO覆盖层的多【duō】晶硅钝【dùn】化【huà】接触作【zuò】为光学元件。
目前，钙钛矿【kuàng】沉积工艺还不适用于【yú】制绒表面【miàn】，因此底电池的正面需要进行抛光。不过，只要【yào】背面是制绒表面，正面【miàn】抛光只会【huì】造成些【xiē】微【wēi】损耗【hào】。
顶电池
顶电池通常采用反【fǎn】型结构，第一层为【wéi】空穴【xué】传输层(HTL)，可【kě】采用贺利氏生【shēng】产的氧化镍【niè】或PEDOT:PSS。空穴传输层必须足够薄【báo】，以防【fáng】止红外寄生吸收【shōu】。
钙【gài】钛矿吸收【shōu】体【tǐ】层的禁带宽度可【kě】调整【zhěng】至1.9-21.6 eV，以便【biàn】用于双【shuāng】面电池【chí】。许多【duō】论文特【tè】别关注如何【hé】提高钙钛矿的禁带宽度，使其达到1.9-21.8 eV，并且【qiě】设法解决【jué】宽禁带【dài】材料的潜在损耗较高这一问题。机缘巧合的是，在确定【dìng】与双面【miàn】电【diàn】池相匹配的电【diàn】流时，恰好【hǎo】可以选用最合适的钙钛矿种类。
对于电子传输【shū】层(ETL)来说【shuō】，PCBM聚合【hé】物是一个【gè】不错的选择，其次是用于横向导【dǎo】电并作为减【jiǎn】反射【shè】膜的【de】ITO层。
金属化和电池连接
钙钛矿【kuàng】只能【néng】承受【shòu】130-150 °C的温度，因此【cǐ】无【wú】法采用温【wēn】度高达【dá】900 °C左【zuǒ】右的标准烧结工艺，而必须用低温【wēn】银浆取代标准【zhǔn】银浆或铝浆。贺利氏【shì】可根据【jù】烧结【jié】温度和烧【shāo】结时间的具体要求为客户提供定制浆料【liào】。
如果采【cǎi】用PERC电池作【zuò】为底电池，那么目前还没有合适的低温铝浆【jiāng】。晶【jīng】硅和铝的【de】共晶温度【dù】为577 °C，要在低于这个温【wēn】度的情况下【xià】形成局部【bù】背场可能比【bǐ】较【jiào】困难。因此，背面金属化必须【xū】在【zài】顶电池【chí】沉积之【zhī】前【qián】完成印【yìn】刷和烧结。不【bú】过，这种无法【fǎ】保证清洁度的金属化工艺(含【hán】粉尘及有机残【cán】留物)可能【néng】会对后【hòu】续工艺【yì】及顶【dǐng】电池的质量产生不利影响【xiǎng】。此外【wài】，还可以选择涂覆背银栅线，该工艺目前【qián】在【zài】双面异【yì】质结技术和【hé】隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)技术中均有使用。
在【zài】任何情【qíng】况【kuàng】下，正面(和【hé】背面)的低温银栅线【xiàn】的电阻率均高于【yú】标【biāo】准银栅线。因【yīn】此，虽然电流【liú】减半，但建议【yì】选择多主【zhǔ】栅(MBB)结【jié】构来降低串联电阻，减少银【yín】浆用【yòng】量。多【duō】栅【shān】线连【lián】接和低温焊锡涂层【céng】有【yǒu】可能成为电池连接工艺的【de】理想选择。此外，也可以考虑采【cǎi】用导电胶的叠瓦技术。贺利氏可根据固【gù】化温【wēn】度【dù】的具体要求【qiú】为客户提供定制导电【diàn】胶。由于电流【liú】只有5A左右，半片电池【chí】组件很可能【néng】没有明显优势。
封装相【xiàng】对【duì】来说【shuō】，钙钛【tài】矿【kuàng】对湿度等环境因素【sù】更加敏感【gǎn】，因此优选双玻组件【jiàn】。考虑到近【jìn】期1.9-21 mm玻璃【lí】取得的技【jì】术进步，对于任何双面【miàn】组件来说，双玻结构都是优选【xuǎn】解决方案。根【gēn】据我们的计【jì】算，无框双玻组件【jiàn】的生产成【chéng】本【běn】已经【jīng】低于标准有框玻璃背板组件。
系【xì】统每块组件的电【diàn】压提【tí】高了一倍以上;每片电池【chí】的开路电压从700 mV左右【yòu】提高到1800 mV左右。如果将60片电池串【chuàn】联形【xíng】成组件【jiàn】，总开路电压将达到108 V。因此，电池【chí】串【chuàn】长度必须大幅缩减，使电压处于【yú】1000 V或1500 V以下。若要解决这一【yī】问题，可以将多【duō】个子串【chuàn】并联【lián】(例如类似基【jī】于半片电池的【de】组件设计)，或采用组【zǔ】件级【jí】直流优【yōu】化器或微型【xíng】逆变【biàn】器。
成本技术可行【háng】性解【jiě】决之后，下【xià】一个问题自然是双结叠层电【diàn】池技术【shù】在经【jīng】济上【shàng】可【kě】行【háng】吗?图9所示为当前市场价下【xià】无【wú】框双玻组件的生产【chǎn】成【chéng】本。比较双面PERC单结电池与上述双【shuāng】结【jié】叠层电池的生产成本，可以发现双结叠层电池【chí】的【de】效率需高出约9-21%(绝对值【zhí】)，其组【zǔ】件生【shēng】产成本【běn】才会与双面PERC单结【jié】电【diàn】池持【chí】平【píng】。如图6所示，这要求顶电池的效率达到20%左右【yòu】。
图9：单结电池和双结叠层电池的组件生产成本与电池效率的关系
由于光伏平衡系统(BOS)带来的额外成本，从系统【tǒng】层面【miàn】来看，每【měi】瓦组件【jiàn】价【jià】格会随着【zhe】组件效率【lǜ】的【de】提高而【ér】上涨。图10显【xiǎn】示了当组件效【xiào】率提升时，为保持光伏【fú】系统成【chéng】本不变，组件价格的上涨空间。根据不【bú】同的【de】BOS成本，组件效率【lǜ】每提高1%(绝对值)，组件价格可提【tí】高【gāo】约0.01欧元/瓦【wǎ】。
因此，双结叠层【céng】电池所需要的效率增益可以【yǐ】更低【dī】：只需要9-21%(绝对【duì】值)即可【kě】，不【bú】用达到5%(绝对值)。这样，组【zǔ】件【jiàn】生产成本只增加不到0.02欧元/瓦，而且可以转【zhuǎn】嫁到组件【jiàn】价格上。
图10：在保持【chí】光伏系统成本不变【biàn】的前提下，组件价格的【de】允许上涨空间与【yǔ】组件【jiàn】效【xiào】率的关系【xì】。
结论
钙钛矿太阳【yáng】能电池如今已成为【wéi】双结【jié】叠层电池的可【kě】行解【jiě】决方【fāng】案【àn】，可搭【dā】配晶硅底【dǐ】电池【chí】，并且在【zài】全球各【gè】地的多家实验室内都取得了良好的试验成果。未来【lái】几年内，有望开发出转换效【xiào】率【lǜ】比单结晶硅电池高出【chū】9-21%(绝【jué】对值)的【de】双结【jié】叠层电池。钙钛矿双结叠层电池【chí】在经济性【xìng】方面也颇具吸引力。目前最大【dà】的【de】挑战依然是钙【gài】钛【tài】矿电池缺乏长期稳【wěn】定性。
主流晶硅【guī】电池与组件技术的【de】发展【zhǎn】也令【lìng】钙钛矿双结叠层电【diàn】池受【shòu】益匪浅，如【rú】多【duō】主【zhǔ】栅连接和双玻双面组件。要将钙钛矿顶电【diàn】池直接【jiē】叠加在PERC底电池上【shàng】似【sì】乎【hū】颇具挑【tiāo】战性，不过可【kě】以【yǐ】选择异质结电池或TopCon电池作为【wéi】底电池，从而【ér】进一步推动未来电池技术的【de】发展。
钙钛【tài】矿电池目前还存在【zài】许【xǔ】多问题，因此距离实现量产还有很长的一【yī】段【duàn】路。不过，此类电【diàn】池是目前唯【wéi】一有望突【tū】破【pò】肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)极【jí】限、光【guāng】电转换效率达到【dào】30%以上的可行解决方案【àn】。
