太阳能电池光谱转换材料的研究进展

太阳光谱的能量低且高能量区域的光子响应较弱,导致单结太阳能电池的效率出现瓶颈,其中,光谱失配损失是限制太阳能电池效率的主要因素。采用光谱转换材料可将低响应波段的光子转换为高响应波段的光子,从而减少太阳能的光谱失配损失。光谱转换材料包括上转换(UC)、下转移(DS)、量子剪裁(QC)发光材料。在UC过程中,多个能量低于太阳能电池带隙的光子被转换为能量更高的光子;在DS过程中,一个高能量的光子被转换成一个能量较低的光子;在QC过程中,一个高能量光子被转换为多个能量较低的光子。这些经光谱转换的光子可被太阳能电池高效利用,从而提高其能量转换效率。因此,总结了不同种类太阳能电池的光谱适配条件,详述了UC、DS和QC发光材料的最新研究进展,并展望了利用光谱转换材料提高太阳能电池效率的未来发展方向。