发展高效廉价的太阳能电池是解决目前日益严峻的全球气候变暖和环境污染问题的重要手段。有机无机杂化钙钛矿太阳能电池因其原材料廉价易得，加工简便，光电转化效率高等优点受到广泛关注。

钙钛矿电池发展受限

经过近几年的快速发展，单层异质结钙钛矿器件也已经达到了23%的光电转换效率。由于单异质结电池存在吸收光谱范围窄和热力学能量损失的问题（光子能量E=ħω与钙钛矿带隙Eg失配造成器件存在较大的能量损失Eloss=E-qVoc），由此限制了器件性能的进一步提高。虽然已报道的钙钛矿电池通过与硅电池制备叠层器件，可以使得能量转换效率明显增长，然而全钙钛矿的叠层电池具有更低的制造成本。目前，由于全钙钛矿叠层电池受限于复杂的器件制备工艺，其器件效率未能取得较大的进展。

性价比最高的棱形分光钙钛矿电池

最近，电子科技大学光电科学与工程学院、电子薄膜与集成器件国家重点实验室的于军胜教授团队与浙江大学的李昌治教授团队合作，在国际权威期刊Energy & Environmental Science上发表了题为Highly efficient prismatic perovskite solar cells 的研究论文，该论文提出了一种具有超高光伏电压Voc和低能量损失Eloss的新型棱形分光钙钛矿太阳能电池器件结构，该器件由具有不同带隙的子电池串联而成，四个子电池的活性层组分为MAPbIXBr3-X（X=3、2、1和0），通过四源共蒸的方法真空蒸镀而成，并列于同一平面，富勒烯材料ICBA和PCBM作为电子传输层，四个子电池通过金属铝电极串联连接。

该器件实现了具有不同能量的光子依次被四个子电池收集，有效地减少了总电池的热力学损失。通过调制入射光路径，特定的高能到低能光子被不同带隙的活性层MAPbIXBr3-X（X=3、2、1和0）组成的子电池分别吸收，有效地降低了高能光子的热力学损耗。通过详细的光学工程研究，他们优化了活性层的厚度，匹配了子电池的光电流，从而有效地避免了串联结构中的电流损失。四个子电池在串联器件中产生了5.3 V的高光伏电压Voc，并使光电转换效率从传统MAPbI3器件的18%提高到21.3%。

综上所述，棱形分光钙钛矿电池结构不仅能够有效地降低器件的热力学损失，增强了全钙钛矿太阳能电池的光电转换效率，而且是迄今为止报道的Voc性能最高的钙钛矿太阳能电池。该工作为突破全钙钛矿太阳能电池光电转换效率的瓶颈提供了新的途径。