Triple-junction perovskite-perovskite-silicon solar cells with power conversion efficiency of 24.4%

verfasst von
Hang Hu, Sophie X. An, Yang Li, Seyedamir Orooji, Roja Singh, Fabian Schackmar, Felix Laufer, Qihao Jin, Thomas Feeney, Alexander Diercks, Fabrizio Gota, Somayeh Moghadamzadeh, Ting Pan, Michael Rienäcker, Robby Peibst, Bahram Abdollahi Nejand, Ulrich W. Paetzold
Abstract

The recent tremendous progress in monolithic perovskite-based double-junction solar cells is just the start of a new era of ultra-high-efficiency multi-junction photovoltaics. We report on triple-junction perovskite-perovskite-silicon solar cells with a record power conversion efficiency of 24.4%. Optimizing the light management of each perovskite sub-cell (∼1.84 and ∼1.52 eV for top and middle cells, respectively), we maximize the current generation up to 11.6 mA cm−2. Key to this achievement was our development of a high-performance middle perovskite sub-cell, employing a stable pure-α-phase high-quality formamidinium lead iodide perovskite thin film (free of wrinkles, cracks, and pinholes). This enables a high open-circuit voltage of 2.84 V in a triple junction. Non-encapsulated triple-junction devices retain up to 96.6% of their initial efficiency if stored in the dark at 85 °C for 1081 h.

Organisationseinheit(en)
Institut für Materialien und Bauelemente der Elektronik
Externe Organisation(en)
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Solarenergieforschung GmbH (ISFH)
Typ
Artikel
Journal
Energy and Environmental Science
Band
17
Seiten
2800-2814
Anzahl der Seiten
15
ISSN
1754-5692
Publikationsdatum
2024
Publikationsstatus
Veröffentlicht
Peer-reviewed
Ja
ASJC Scopus Sachgebiete
Umweltchemie, Erneuerbare Energien, Nachhaltigkeit und Umwelt, Kernenergie und Kernkraftwerkstechnik, Umweltverschmutzung
Ziele für nachhaltige Entwicklung
SDG 7 – Erschwingliche und saubere Energie
Elektronische Version(en)
https://doi.org/10.1039/d3ee03687a (Zugang: Offen)