近日，上海交通大学溥渊未来技术学院未来光伏研究中心陈昊副教授、赵一新教授和中国科学院深圳先进技术研究院碳中和所王在伟研究员于国际顶尖材料科学期刊《先进能源材料》 （《Advanced Energy Materials》）上发表最新综述“All-Perovskite Multi-Junction Solar Cells: The Rising Star of Ultrahigh-Efficiency Photovoltaics”。陈昊课题组科研助理任东旭、2025级直博生顾欣宇和博士后张祥为论文的共同第一作者。该综述得到了国家自然科学基金、上海交通大学启动基金和上海市浦江人才项目的支持。
全钙钛矿多结太阳能电池采用带隙互补的多种吸光材料堆叠，通过光谱分段吸收显著提升光能利用率，有望突破传统单结太阳能电池的Shockley-Queisser效率极限，其理论效率可达45%以上。但是，这项技术目前仍处于起步阶段：窄带隙钙钛矿中的Sn²⁺容易氧化为Sn⁴⁺，导致非辐射复合加剧；其结晶过程存在相分离和针孔缺陷，难以精确调控；宽带隙钙钛矿则因卤素偏析和界面能级失配，存在明显的开路电压损耗问题（通常超过0.5V）。这些先天不足使得当前认证效率与理论值差距较大，亟需进行系统性梳理。
本文系统梳理了该领域最新进展，揭示了多级全钙钛矿叠层光伏器件效率损失的根源，并从吸光材料、电荷传输层和互连层三个核心维度提出优化方案。最后，从柔性结构设计、新型窄带系钙钛矿材料开发和大面积制备等方向展望了该光伏新技术的未来发展方向，为突破效率瓶颈提供理论指导和技术路径。
作者介绍
任东旭
上海交通大学溥渊未来技术学院陈昊课题组科研助理。2024年工作于浙江爱旭太阳能科技有限公司。2023年获华北电力大学材料与化工工程硕士学位。研究方向聚焦于低维钙钛矿太阳能电池及单结/多结钙钛矿叠层太阳能电池的开发与应用。
顾欣宇
上海交通大学溥渊未来技术学院陈昊课题组2025级直博生（2025年9月入学）。2025年获华北电力大学新能源材料与器件专业学士学位。研究方向聚焦于钙钛矿材料及其在单结/叠层光伏器件中的应用。
张祥
上海交通大学溥渊未来技术学院未来光伏研究中心博士后（合作导师：陈昊）。曾在武汉大学工业科学研究院获得博士学位，并在香港理工大学和上海交通大学溥渊未来技术学院从事博士后的研究工作，研究方向聚焦于宽带隙钙钛矿太阳能电池的开发及叠层器件应用。已在Adv. Mater., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater.等著名期刊上发表论文20余篇，授权中国发明专利2项。
赵一新
上海交通大学溥渊未来技术学院未来光伏研究中心主任，特聘教授。分别于2002年、2005年在上海交通大学获得学士、硕士学位，2010年博士毕业于Case Western Reserve University。2010-2013年在美国Penn State University和National Renewable Energy Laboratory进行博士后研究，2013年入职上海交通大学。先后获得国家青年特聘专家，教育部霍英东青年基金，上海市曙光学者，上海市优秀青年学术带头人，国家杰出青年科学基金。在Science, Nat. Sustain, Sci. Adv., Nat. Commun., JACS, Angew. Chem., Chem. Soc. Rev., Joule, EES, ES&T 等著名期刊发表论文200余篇，Web of Science引用18000余次，2018年以来连续6次入选科睿唯安全球高被引科学家。担任《Journal of Energy Chemistry》副主编和《化学学报》《The Journal of Physical Chemistry Letter》等多个期刊的编委。
陈昊
上海交通大学溥渊未来技术学院长聘教轨副教授，博士生导师，2024年入选了国家高层次青年人才项目（海外优青）和上海市高层次青年人才项目。2020在中国科学院大学 &上海科技大学（联合培养）获得博士学位，师从宁志军教授；2021-2024分别于多伦多大学和美国西北大学担任博士后研究员，合作导师为Edward Hartley Sargent院士，2024年11月加入上海交通大学，研究方向聚焦于高效、稳定的单结与多结钙钛矿光伏器件的开发和应用。曾多次创造钙钛矿光伏器件认证效率世界纪录，多次荣登国际权威太阳电池世界最高效率榜单，并率先实现了反式结构钙钛矿光伏器件认证效率超越传统正式结构钙钛矿光伏器件认证效率的报道。先后以第一作者（含共同）和通讯作者身份在Science（3篇）, Nature（3篇）, Nat. Photonics, Nat. Mater., Nat. Energy, Nat. Nanotechnol.等著名期刊上发表多篇文章。 现任《Nano-Micro Letters》《InfoMat》《eScience》《Materials Today Electronics》期刊青年编委，担任Nat. Energy, Nat. Rev. Mater.，JACS等期刊审稿人。
