（文章來源：材料牛）

【引言】

隨著全球工業(yè)化和人口的迅速崛起，對可再生能源的追求一直是一項緊迫的挑戰(zhàn)。由于其豐富，清潔和可持續(xù)性，太陽能被認(rèn)為是未來替代化石燃料的實際來源之一。在過去的十年中，光伏（PV）技術(shù)在功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）和應(yīng)用方面取得了很大進(jìn)展。目前，由于其高效率和穩(wěn)定性，光伏市場一直以硅太陽能電池為主。另一方面，研究人員正專注于針對不同應(yīng)用的新興光伏技術(shù)以及潛在的低成本。其中，鈣鈦礦太陽能電池（PSC）因其高PCE，簡便的制造工藝和低成本而有望徹底改變光伏技術(shù)。自2009年P(guān)SC問世以來，其PCE已達(dá)到24.2％，接近單結(jié)硅太陽能電池的創(chuàng)紀(jì)錄效率26.6％。雖然半透明（ST）PSC表現(xiàn)出比不透明電池更低的PCE，但由于它們有前景的應(yīng)用而受到廣泛關(guān)注。最近，Oxford PV的鈣鈦礦-硅串聯(lián)太陽能電池（TSC）已獲得28％的PCE，接近光伏發(fā)電的應(yīng)用。ST-PSC的性能由PCE和光學(xué)性質(zhì)之間的平衡確定，例如平均可見光透射率（AVT），平均NIR透射率（ANT）和顯色指數(shù)（CRI），表明ST-PSC的顏色再生能力。最近的一些綜述強調(diào)了用于建造集成光伏（BIPV）的ST-PSC的發(fā)展，主要集中在鈣鈦礦吸收層和各種透明電極（TE）的制造上。

【成果簡介】

近日，南開大學(xué)張曉丹教授和羅景山教授總結(jié)了ST-PSC的最新進(jìn)展，并討論了各功能層的關(guān)鍵要求，以實現(xiàn)具有高效率，高透明度，色彩可調(diào)性，中性色，靈活性，散熱性和智能功能的各種ST-PSC。由于ST-PSC在ST-PSC中的重要作用，ST-PSC的光管理（LM）作為一個小節(jié)進(jìn)行了討論。隨后，描述了ST-PSC在BIPV和TSC中應(yīng)用的關(guān)鍵要求和最新進(jìn)展。最后，文章討論了ST-PSC的挑戰(zhàn)，并為未來的發(fā)展提供了一些看法。作者希望這篇綜述能夠闡明ST-PSC在各種應(yīng)用中的設(shè)計和制造。該成果以題為“Semitransparent Perovskite Solar Cells: From Materials and Devices to Applications”發(fā)表在Adv. Mater.上。

【圖文導(dǎo)讀】

Figure 1.用于半透明太陽能電池的鈣鈦礦吸收劑

a）如下結(jié)構(gòu)器件的透射光譜：玻璃/In2O3:H/PTAA/MAPbI3/PCBM/ZnO/ZnO

b）MAPbI3在25℃和60℃下在28.8℃（220℃）下的XRD峰強度

c）對于FA0.83Cs0.17PbBrxI3-x，CsPbBrxI3-x和FAxMA1-xPbBryI3-y的鈣鈦礦薄膜和相應(yīng)的PSC的帶隙范圍和照片，其中x或y從0增加到1

d）ETL，HTL的能級和雙面ST-PSC的普通TE的功函數(shù)，使用具有微納米結(jié)構(gòu)作為活性層的鈣鈦礦薄膜或鈣鈦礦

e-g）通過利用光學(xué)微腔（e），光晶體（f）和反射調(diào)制（g）來產(chǎn)生多個顏色的ST-PSC

Figure 2.ST-PSC的應(yīng)用

a）運行中的BIPV的ST-PSC

b）具有熱鏡功能的ST-PSC的圖示

c-e）使用晶粒工程和帶隙調(diào)整（c），LM箔（d）或完全紋理結(jié)構(gòu)（e）的高效TSC的結(jié)構(gòu)示意圖。

f）用于水分解裝置的ST-PSC的示意圖。

【小結(jié)】

半透明太陽能電池（ST-SC）因其在許多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而備受關(guān)注，例如建筑集成光伏（BIPV），串聯(lián)設(shè)備和可穿戴電子設(shè)備。在過去十年中，鈣鈦礦太陽能電池（PSC）以其高效率和簡便的制備工藝徹底改變了光伏（PV）領(lǐng)域。 由于其大的吸收系數(shù)和帶隙可調(diào)性，鈣鈦礦為ST-SC提供了新的機會。在這篇綜述中，作者概述了從材料和器件到應(yīng)用的ST-PSC的最新進(jìn)展以及ST-PSC未來發(fā)展和挑戰(zhàn)。