正如我们在上一篇文章中看到的那样，基于钙钛矿的光伏设备最近已成为太阳能细胞研究中最活跃的领域之一，因为它们的生产成本较低，并且在将太阳能转换为电能时，它们的生产成本低和高效率。由于其优越性（与其他材料相比，这可能会导致其更换或补充硅，这是迄今为止现场的现行材料，因此它也被认为具有很大的潜力（与其他材料相比）。
关于钙钛矿和硅串联太阳能电池是什么：较高的能量光子被位于结构顶部的钙钛矿细胞吸收的较高能量光子，而较低的能量光子被位于位于位于底端。随着两个细胞的协同作用，整体可以克服30％的效率障碍，获得“两全其美”
串联设备
这要归功于主要工业化国家实施的众多刺激计划，这使光伏太阳能成为所有发电技术中增长最快的可再生能源。为了达到2015年巴黎气候协议中规定的目标，以保持全球平均温度的速度以下2°C以下，必须使用更多的光伏太阳能（通常是可再生能源）作为发电方法。因此，至关重要的是，进一步加速光伏模块的全球安装和取得成功的主要工具是减少特定行话中所谓的东西，即能源的级别化成本，以下简称为LCOE）。
目前，光伏市场中的主要技术是其所有变体中的均匀硅太阳能电池（95％的市场），这些单元在将太阳能转换为电能的效率上固有限制，作为电能的效率，这是作为值的价值这将使30多年来的进步仅为2.5％，这表明硅技术已经达到了高度的成熟度，因此几乎没有改善的空间。正如我在上一篇文章中报道的那样，为了显着提高这些效率值，必须将不同的半导体材料结合起来，使太阳能电池与彼此的堆叠结构一起使太阳能电池彼此之间，通常称为串联设备，通过紧密地连接两个吸收的不同材料的太阳能电池，以吸收吸收的太阳能电池这种技术策略使我们提高转化效率对值明显优于每个单元单独工作的值。
Given that tandem cells do not involve additional costs relating to increased area, these high-efficiency devices may be one of the best options available today to reduce LCOE in the future. This would require, however, for the gain in conversion efficiency to be such that it offsets the additional manufacturing costs. As a result, the photovoltaic industry has been searching for years for new candidate solar cells that are cost-effective and efficient for integration into tandem structures at costs competitive with today’s solar watt prices.
SILICON-PEROVSKITE TANDEM SOLAR CELLS
As we saw in a previous article, the materials known generically as perovskites absorb solar radiation very efficiently, which makes them ideal candidates for making efficient solar cells. Since the publication of the first solar cell based on these perovskites in 2009, these materials have become the hottest research topic in the the hottest research topic in the field of solar photovoltaics. At present, these devices meet the requirement of having perfect “partners” to fabricate two-junction tandem structures with semiconductors whose technologies are already very mature, such as silicon or CuInGaSe2 (CIGS). Briefly, these requirements are as follows:
i) Absorption of the solar spectrum complements that of the “partner”. That is, the perovskite cell absorbs the short wavelengths (high energies) of the spectrum while Si or CIGS absorbs the long wavelengths (lower energies).
(ii) High single cell conversion efficiency
iii) Ease of processing
(iv) A key factor: compatibility of the tandem device process with commercial silicon and CIGS technologies.
i) Absorption of the solar spectrum complements that of the “partner”. That is, the perovskite cell absorbs the short wavelengths (high energies) of the spectrum while Si or CIGS absorbs the long wavelengths (lower energies).
(ii) High single cell conversion efficiency
iii) Ease of processing
(iv) A key factor: compatibility of the tandem device process with commercial silicon and CIGS technologies.
Illustrating the concept of what a silicon-perovskite tandem solar cell is
Illustrating the concept of what a silicon-perovskite tandem solar cell is (left) and the areas of the solar spectrum absorbed by each individual cell (right)
所有仍在不断发展的技术已经允许基于合作伙伴，硅或CIG的最佳单连接单元的转化效率高。这种潜力不仅受到世界各地的几所大学和研究机构的认可，而且还受到了几家初创企业，这些初创企业将在不久的将来在商业上利用这些设备，例如牛津PV，Swift Solar和Tandem PV。
以下图在示意性地说明了最新的改进和潜在预测，以提高硅，CIGS和钙钛矿的效率，并显示实验室和工业规模的结果。尽管在未来几年中，所有三种单独的技术的转换效率都将提高，但单个连接不太可能超过?27％的实际限制（模块中略低）。这引起了对串联技术的极大兴趣，该技术已经证明能够克服这一实用的单一结限。由于最近，硅 - 栖息地串联细胞的效率高于30％。已确认。实际上，具有更大潜力的三个接一个设备的第一个结果已经发布：
基于硅，CIGS和Perovskites的光伏设备的效率提高方案，单个，串联和三个结中的效率方案。
这类新设备的制造路线相当便宜，并且可以在不久的将来以低成本生产串联太阳能电池。
尚未解决的问题
除了长期稳定性外，要解决的问题之一是如何将钙钛矿细胞放在硅细胞上，这一问题尚未完全解决。应该注意的是，放置钙钛矿太阳能电池成员的硅不是平坦的，而是图像中显示出粗糙的外观：
在电子显微镜下观察到的太阳能电池中使用的硅纹理表面。表面具有不规则的结构，由“金字塔”组成，其目的是增加吸收光
早期在硅“金字塔”之上沉积钙钛矿的努力很快发现了许多障碍：一些金字塔未覆盖，当前的路径会导致短路，而且通常，对钙钛矿层的厚度几乎没有控制。在经过测试的许多解决方案中，柏林的Helmholtz-Zentrum的科学家开发了方法，其细节远远超出了本文的范围，但是用该小组的一位科学家的话来说，这使得它成为可能，以准备完美的方法。可以这么说，钙钛矿所在的床”。结果显示在以下图像中，该图像显示了这些金字塔之一的一个横截面，其顶部已沉积了钙钛矿细胞，并带有出色的硅涂层：
左：由硅和钙钛矿制成的串联细胞结构的横截面。右：左侧的结构的电子显微镜图像，我们可以完美地看到一个硅金字塔涂有构成钙钛矿细胞的各种层的硅金字塔。图像的比例在右下角详细介绍
硅 - 栖息地串联太阳能电池的领域目前是寻找较高效率的最活跃的。30％的价值已经在实验室中是一个现实，基于该技术的第一个模块即将上市。如果发展的当前速度继续下去，我们可能会看到一个光伏市场，在该市场中，该技术在未来几年内将具有很大的份额。
IgnacioMártil
马德里大学的电子学教授和西班牙皇家物理学会的成员
这本书的作者？opergíasolar：de lautopíaa la esperanza（análisisycrítica）