将高性能宽带隙钙钛矿太阳能电池集成到硅太阳能电池上，可以通过最大限度地减少载波热化损失来实现非常高的功率转换效率（PCE）。虽然开始研究的是n-i-p串联，但最近的工作重点是倒置p-i-n配置，其中n型电子收集接触面向向太阳，以及通过器件光学和优化钙钛矿成分提高性能。
最近，注意力转向钙钛矿和孔传输层（HTL）之间的界面，以减少电压损耗。尽管取得了一些进展，但与理论辐射极限相比，最先进的PSCs，尤其是那些包含更宽带隙钙钛矿的PSCs(例如，经常用于串联应用的~1.68 eV)，具有不受欢迎的较大Voc损失。
这个问题主要源于大量的电荷载流子重组和钙钛矿界面与电子传输层（ETL）的能级不匹配，电子传输层通常由蒸发的C60组成。在钙钛矿/C60界面插入超薄的LiF层在一定程度上缓解了这个问题，但这可能会导致器件稳定性降低，这通常归因于锂盐的脱水行为和高离子扩散率。二维（2D）钙钛矿和一些通过溶液工艺制备的富勒烯衍生物以前曾用于在单结p-i-n PSC中钝化钙钛矿/C60后界面。然而，在p-i-n串联配置中，钙钛矿/C60界面面向太阳，这需要具有高透明度、高稳定性和良好厚度控制的界面层。
通讯作者：Jiang Liu，Stefaan De Wolf
2022年6月23日，沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）Stefaan De Wolf课题组在Science发表成果，Efficient and stable perovskite-silicon tandem solar cells through contact displacement by MgFx，通过界面的优化，成功提升了电池的性能。
值得注意的是，本文的第一作者是博后Jiang Liu，同时也担任通讯作者。
在本文中，作者系统地研究了蒸发金属氟化物（如NaF、CaFx和MgFx）作为钙钛矿/C60界面的夹层。在钙钛矿/C60界面上，通过热蒸发形成1 nm厚的MgFx夹层，可以很好地调节钙钛矿层的表面能，促进有效的电子提取，并将C60从钙钛矿表面置换，减缓非辐射复合。这些效应使~1 cm2单片钙钛矿-硅串联太阳能电池的Voc达到1.92 V，填充系数提高到80.7%，独立认证的稳定PCE达到29.3%。
作者还对封装串联器件进行了湿热测试（85°C，相对湿度为85%）。经过MgFx处理的串联器件在1000多小时后没有显示任何Voc或Jsc降解，并保留了其初始PCE的95.4%。Voc甚至略有改善，这表明钙钛矿本身和界面层对热应力有足够的耐受性。FF显示略有下降，这可能与接触电极串联电阻的增加有关。相比之下，经过LiF处理的串联在经过125小时的初步测试后，PCE明显下降。
这些结果表明，本文的MgFx串联器件，具有合理的封装方案，可以通过IEC 61215:2021标准的湿热测试协议。
Efficient and stable perovskite-silicon tandem solar cells through contact displacement by MgFx. Science 2022.
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn8910
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