エネルギー技術：キャリアと光子の管理を向上させた三接合型太陽電池

ペロブスカイト–シリコン三接合型太陽電池は、二接合型デバイスを超える効率向上をもたらすが、その代償として複雑さが増大する。今回我々は、ペロブスカイト–シリコン系三接合型太陽電池における2つの主なボトルネック、すなわちワイドバンドギャップ（WBG）トップセルにおける開路電圧（V_OC）の低下とミドルセルにおける光電流生成の限界に取り組んだ。不揮発性添加剤4-ヒドロキシベンジルアミン（HBA）は、WBGペロブスカイトの結晶化を調節するとともに欠陥を不動態化（パッシベート）することで、配向成長を促し、非放射再結合を抑制した。これにより、エネルギー準位アラインメントの改善とともに、最高1.405 VのV_OCと安定性の向上がもたらされた。ミドルセルにおける電流の限界の克服では、三段階堆積戦略によって、微細構造の完全性を維持して電子抽出を向上させながら、厚い低バンドギャップペロブスカイト吸収体の形成が可能になった。また、テクスチャー付きシリコンボトムセルのフロントバレー部に蓄積させた低屈折率SiO_x-ナノ粒子（SiO_x-np）は、光学的中間反射層として働き、これにより、ミドルセルでの光吸収が高まった。そして、これらの進歩を1 cm²のペロブスカイト–ペロブスカイト–シリコンデバイスにおいて統合した結果、30.02％という認証効率が達成された。

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