何凤琴 陶延宏 石惠君 陈丹 马岩青

（黄河水电光伏产业技术有限公司 青海省西宁市 810007）

1 引言

理论上单节太阳能电池的转化效率最高只能达到30%。在多节太阳能电池中，两个或多个禁带宽度不同的电池串联在一起。可实现不同能量的光子被不同的层阶吸收[2]，从而提升电池转换效率，硅基异质结钙钛矿串联电池即为该种叠层电池结构。近几年钙钛矿电池的转化效率可以达到22.1%，可以用作顶电池[3,4]。

2 器件结构及参数

本文模拟的钙钛矿电池由减反射层（LiF），前接触（ITO），缓冲层（MoO3），空穴传输层（spiro-OM），钙钛矿吸收层（perovskite[5]），电子传输层（TiO2[5]）和ITO 连接层组成，硅电池由p+ a-Si:H，i a-Si:H，c-Si，i a-Si:H，n+ a-Si:H 和Ag 电极组成。

各材料参数由文献获得：perovskite[5], TiO2[5], spiro-OM[6,7], a-Si:H[7], c-Si[7], PCBM[8], NiO[9]。

3 结果分析和讨论

3.1 不同结构串联电池转化效率差别

如图1 所示，正向结构串联电池短路电流是17.2mA/cm2，转化效率是27.8%，下面我们具体讨论电池结构及模拟的结果。

3.1.1 各材料层光子吸收比例

如图2 所示，从钙钛矿层的吸收谱线来看，钙钛矿层主要吸收波长为350nm～700nm 的光子，硅基底吸收层主要吸收波长为700nm～1000nm 的光子。同时，其它层对光略有吸收，总的来说寄生吸收不大，但当光的波长为350nm～580nm 时，钙钛矿层的spiro-OM 对光有较大吸收，寄生吸收较大，该吸收会导致短路电流和转化效率降低。

3.1.2 各材料层光电场

下面从光电场的角度来分析硅基异质结钙钛矿串联电池的短路电流和转化效率情况。

图3 表示在波长为500nm 时，硅基异质结钙钛矿叠层电池的光电场分布。本文采用传

输矩阵法(TMM)作为光学模型，表达式如下所示：

其中，c、λ、ε0分别为真空中的光速、入射光波长和介电常数；n 和k 分别是各层材料复折射率的实部和虚部，h 为普朗克常量，|E(X)|2为光电场，Q(x,λ)为单位时间单位面积所吸收的能量。G(x)为载流子产生速率。

所以从图3 中可以看出，在该串联电池中spiro-OM 厚度较大且光电场较强，峰值可以达到1.13，所以spiro-OM 对光子吸收较大，而PCBM 和NiO 对光子吸收较小。所以在硅基异质结钙钛矿电池中除了钙钛矿层和硅基底层外，有一部分光子会被spiro-OM 吸收。

图1：串联电池I-V

图2：串联电池不同波长下各材料吸收光子的比例

图3：500nm 波长下正向和反向结构串联电池光电场

图4：正向结构串联电池spiro-OM 掺杂浓度影响

3.2 电池HTM层掺杂浓度影响

从图4 中可以看出，随着掺杂浓度增加，由于载流子复合增加，当掺杂浓度达到5×1017时短路电流开始下降。

总之，将法律认同作为实现“一带一路”倡议的基础性工作，这要求我国在充分研究和尊重现有国际商事规则的基础上，提出既适合中国国情，又适应世界发展潮流的现代商事规则。只有在充分考虑国际社会可接受程度的基础上，完善我国的商事法律制度并对外推广才能真正在推动法律趋同的过程中获得法律认同。因此，在“一带一路”倡议中向世界推行的商事规则，不可能等到我国商事规则完善之后才进行，我国应当双管齐下，在现代商法理念的指导下构建与完善国内商事法律制度的同时，积极探寻符合世界商事活动要求的商事规则，从而确保我国“一带一路”倡议的准确方向和最终目标的实现，提升我国在当代世界商事规则形成上的话语权。

4 结论

本文中我们通过仿真计算，讨论了硅基异质结钙钛矿串联电池的性能以及顶电池HTM 层掺杂对器件的影响。通过模拟分析可以看到，在硅基异质结钙钛矿串联电池中，钙钛矿层和硅基底层对光的吸收最大，但该两种材料吸收的主要光子波长范围不同。同时，电池中的spiro-OM 层对光子也有吸收，会导致寄生吸收，从而影响短路电流和转化效率输出，从模拟结果可以得出，用 spiro-OM作为HTM 层时，掺杂浓度为1×1017时转化效率较高。