近日，我院杨阵海、李孝峰团队与中国科学院宁波材料所叶继春等团队合作在Nature Energy（最新影响因子：56.7）上发表了题为"Polycrystalline silicon tunneling recombination layers for high-efficiency perovskite/tunnel oxide passivating contact tandem solar cells”的文章，这是该团队近两年来在Nature Energy上发表的又一力作。

钙钛矿/晶硅叠层太阳电池具有高效率和低成本优势，近年来成为光伏领域的研究热点。然而，传统透明导电金属氧化物薄膜（ITO）中间层在制备过程中存在溅射损伤等问题。研究团队创新性地将具有隧穿特性的p型/n型多晶硅结构引入到叠层电池，用以取代传统ITO中间层，成功制备出效率高达29.22%的钙钛矿/TOPCon叠层电池，并且这种叠层器件表现出良好的稳定性。

相较于传统的ITO中间复合层，这种新型隧穿复合层具有以下优势：1）通过有效抑制p型多晶硅中硼和/n型多晶硅中磷掺杂剂的相互扩散和补偿，这种新型隧穿结TOPCon结构展示出优异的钝化和接触性能。2）钙钛矿顶电池的MeO-2PACz空穴传输层更容易吸附在p型多晶硅上，促进钙钛矿顶电池的载流子提取。3）p型多晶硅具有比传统ITO更高的功函数，可以进一步增强载流子传输和提取能力。

此外，文章通过多物理场耦合仿真，对这种隧穿叠层电池的载流子传输和复合机制进行了全面剖析。研究发现：相比于陷阱辅助复合隧穿，带带隧穿更有利于获得更高的填充因子和效率。这项工作对中间层的设计及相关机理研究为钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的性能提升提供了新途径。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41560-023-01382-w