钙钛矿是一种前景非常广阔的吸收材料。它们属于直接带隙半导体，因此其作为太阳能电池的吸收体材料时，厚度只需达到1 µm即可。禁带宽度的调整范围为1.5 eV左右至1.7 eV以上。而且，即便采用低成本沉积技术，也能实现出色的复合特性。其开路电压也正在逐步逼近肖克利-奎伊瑟的极限。

近期,有企业宣布其晶硅-钙钛矿叠层太阳电池其光电转换效率高达34.6%，再次刷新了世界纪录。钙钛矿太阳能电池在短时间内就能取得如此惊人的进展，着实令人印象深刻，但钙钛矿/硅基双结叠层电池在实现量产之前，仍面临着一系列挑战和难题。

挑战1

钙钛矿材料的长期稳定性问题是制约其大规模应用的关键因素之一。在水汽、高温、紫外线照射等外界条件刺激下，钙钛矿电池易发生降解，性能严重衰减。不过，这方面目前也已取得显著进展，目前，研发人员通过钙钛矿/硅基双结叠层电池与双玻组件技术相结合，提高钙钛矿/硅基双结叠层电池抵抗紫外线辐射、湿气、高温和氧气的能力。

挑战2

其次，大面积钙钛矿组件的效率和品质问题也不容忽视。由于钙钛矿组件的镀膜面积达到平方米级，大面积薄膜沉积设备和工艺水平受限，导致大面积钙钛矿组件的效率和质量偏低。不过可以借助晶硅电池、薄膜电池及蓄电池生产中成熟的沉积技术，提高良品率。

挑战3

钙钛矿通常含有铅、镁等剧毒元素。目前，高效率钙钛矿光伏器件以铅基钙钛矿半导体为主，但由于其含有重金属铅，对生态环境和公共健康具有潜在的危害。相比之下，非铅锡基钙钛矿半导体具有更高的理论效率和较低的毒性，近年来得到了越来越多的关注。然而，锡基钙钛矿半导体存在的结晶速率快、p型自掺杂严重、与传输层能级匹配不佳等问题，导致光伏器件载流子提取困难、非辐射复合严重，器件的光电转换效率与理论值相差较远。

钙钛矿/硅基双结叠层电池及组件结构

钙钛矿/硅基双结叠层电池结构主要包括宽带隙钙钛矿顶电池、晶硅底电池和中间互联层。钙钛矿/硅基双结叠层组件结构则包括机械支撑层、电子层、透明导电层等。

电池结构

1. 宽带隙钙钛矿顶电池：负责吸收高能量的光子，其带隙可调，可通过溶液法等低成本方式制备。

2. 晶硅底电池：利用近红外区域的光子能量，拥有较高的稳定性和成熟的产业化优势。

3. 中间互联层：连接顶电池和底电池，确保光电电流的有效传输，同时起到电学耦合的作用。

组件结构

1. 机械支撑层：通常使用玻璃或塑料等透明材料，为电池提供物理支撑和防护。

2. 电子层：负责提取和传输电子，通常由金属制成，如银或铜栅线。

3. 透明导电层：位于电子层上方，用于透光并传导电流，通常使用ITO（氧化铟锡）等材料。

4. 封装层：采用EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）或PVB（聚乙烯醇缩丁醛）等材料封装电池，提供防水和防尘的保护。

5. 接线盒：将电池产生的电流导出，供外部使用，同时提供电气保护。

在钙钛矿太阳能电池中，透明导电层（TCO）主要接收从电池中传输的电子或空穴，有效地收集电池的电流。同时，TCO薄膜的高透明和减反射功能使得大部分光线能够进入电池的吸收层，从而提高电池的光电转换效率。TCO不仅要有良好的光透过率，还必须具有极低的电阻率，以确保电荷的有效传输。最常用的透明电极材料有ITO、FTO、碳基柔性透明电极、金属化合物薄膜等。低温银浆用于叠层钙钛矿电池的顶电极，如何有效避免导电银浆由于含有溶剂，导致腐蚀钙钛矿的功能层的问题，同时防止因固化温度过高而对电池的有机层造成破坏，是当前亟待解决的问题。

我们团队研发的浆料产品在钙钛矿电池中应用的主要优势有：

1.低体积电阻率

我们的银浆产品通过独特的配方设计，实现了高透明度与低电阻的完美平衡，从而显著提升了钙钛矿电池的光电转换效率。

2.超低温固化

此外，钙钛矿只能承受130-150 °C的温度，因此无法采用温度高达900 °C左右的标准烧结工艺，而必须用低温银浆取代标准银浆或铝浆。如果采用PERC电池作为底电池，那么目前还没有合适的低温铝浆。晶硅和铝的共晶温度为577 °C，要在低于这个温度的情况下形成局部背场可能比较困难。因此，背面金属化必须在电池沉积之前完成印刷和烧结。不过，这种无法保证清洁度的金属化工艺（含粉尘及有机残留物）可能会对后续工艺及电池的质量产生不利影响。

针对钙钛矿材料的热敏感性问题，我们特别开发了低温烧结银浆。这种银浆可以在较低的温度下固化，避免了高温处理对钙钛矿材料结构的破坏，保持了电池性能的稳定性。同时，低温烧结技术还有助于降低生产过程中的能耗，进一步降低了整体制造成本。

3.高效接触形成

银浆在钙钛矿电池制造过程中还用于形成电池的前电极和背电极。银浆通过优化的金属化工艺，能够在钙钛矿材料表面形成均匀、细腻的导电网格，减少了接触电阻，增强了电池的电荷收集能力。这一进步对于提升大面积钙钛矿模块的性能尤为重要。