2、從光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度總結(jié)了通過(guò)減少光散射和促進(jìn)光子吸收等調(diào)控鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率的手段;

3、展望了研發(fā)無(wú)稀土光譜轉(zhuǎn)換材料以及機(jī)器學(xué)習(xí)在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研究中的積極意義。

在這篇簡(jiǎn)短的綜述中，我們描述了由于本征鈣鈦礦材料的帶隙和器件中的光物理過(guò)程而導(dǎo)致的不完全光子循環(huán)引起的光學(xué)損耗。相應(yīng)地，我們還總結(jié)了一些有特色的促進(jìn)光學(xué)吸收的管理措施，包括光學(xué)減反射涂層、等離子體激元策略和吸收光譜展寬(升/降頻策略)。然而為了使鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率真正達(dá)到理論極限，以下想法可能具有啟發(fā)性：

1、挖掘光子回收利用的潛力

光子再循環(huán)應(yīng)用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的主要好處是通過(guò)重新吸收輻射發(fā)射的光子來(lái)增加活性層內(nèi)的準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)分裂(Δμ)，從而增加開(kāi)路電壓。這意味著光生載流子以輻射方式復(fù)合，而不是通過(guò)Shockley-Read-Hall(SRH)復(fù)合過(guò)程。SRH復(fù)合是指由缺陷態(tài)引起的非輻射復(fù)合，主要存在于活性層表面和器件界面上。因此，在今后的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制備中，應(yīng)注意提高活性層的質(zhì)量和優(yōu)化界面缺陷，以減少器件中的SRH復(fù)合，提高輻射復(fù)合率。此外，需要深入了解光捕獲的潛力，以確保最大限度地增強(qiáng)內(nèi)部發(fā)射光子的光路。

2、開(kāi)發(fā)非稀土光譜轉(zhuǎn)換材料

升/降頻材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用是提高入射光譜利用率的重要途徑，因此對(duì)可溶液處理、光穩(wěn)定和低成本的轉(zhuǎn)頻材料的需求越來(lái)越大。大多數(shù)轉(zhuǎn)頻材料含有鑭系元素，其合成需要高溫，而地球上這些材料的儲(chǔ)量有限。非稀土轉(zhuǎn)頻材料的開(kāi)發(fā)可能成為未來(lái)經(jīng)濟(jì)高效的器件應(yīng)用的一種途徑。此外，大多數(shù)轉(zhuǎn)頻材料都應(yīng)用在透明電極的一側(cè)，開(kāi)發(fā)可以摻雜緩沖層或鈣鈦礦活性層的轉(zhuǎn)頻材料是一個(gè)值得重點(diǎn)關(guān)注的方向。相應(yīng)地，未來(lái)的轉(zhuǎn)頻材料需要具有雙重功能，也就是說(shuō)除了具有轉(zhuǎn)換光譜的功能外，它們還應(yīng)該具有鈍化缺陷和促進(jìn)電荷傳輸?shù)哪芰Α?/span>

3、建模和仿真

在材料選擇和器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，改善鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光學(xué)損耗是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性和耗時(shí)的任務(wù)。近年來(lái)，機(jī)器學(xué)習(xí)被應(yīng)用于鈣鈦礦材料的篩選，有望指導(dǎo)高效鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的新材料和新器件結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)。因此，利用計(jì)算機(jī)模擬了光子在器件中的最大可能光程，為光子循環(huán)的高效利用提供了依據(jù)。此外，還選擇了適合光譜轉(zhuǎn)換的綠色廉價(jià)材料，以幫助快速提高器件性能。在未來(lái)，探索高性能的功率因數(shù)校正系統(tǒng)勢(shì)必需要理論建模和仿真方法。