掺杂石墨烯/LaVO3 /多孔硅/BCP结构显著提升硅基太阳能电池效率与稳定性

　　为解决硅基太阳能电池光吸收不足与界面复合损失问题，研究人员设计了一种TFSA-Gr/LaVO3 /PSi/Si/BCP新型结构。该结构通过LaVO3 增强紫外-可见光吸收、TFSA掺杂石墨烯（Gr）提升导电性，结合BCP层抑制载流子复合，最终实现14.46%的功率转换效率（PCE）及2000小时老化后92%的稳定性保留，为高效长寿命光伏器件开发提供新思路。

　　

硅基太阳能电池长期占据光伏市场主导地位，但其高反射率和固定带隙特性限制了光吸收效率的提升。尽管多孔硅（PSi）的引入通过纳米结构增强了光捕获能力，载流子复合损失和电极导电性不足仍是瓶颈。为此，韩国国立研究基金会支持的研究团队创新性地将钙钛矿氧化物LaVO₃
与掺杂石墨烯结合，构建了TFSA-Gr/LaVO₃
/PSi/Si/BCP复合结构，相关成果发表于《Journal of Alloys and Compounds》。

关键技术包括：金属辅助化学刻蚀（MacEtch）制备PSi层，溅射法沉积LaVO₃
薄膜，TFSA化学掺杂优化石墨烯电极，以及BCP界面修饰层旋涂工艺。

研究结果

1. 材料表征：FE-SEM显示PSi孔径为14-25 nm，拉曼光谱证实其晶格应力导致520 cm^-1
   峰红移至513 cm^-1
   。反射率测试表明PSi使300-1000 nm波段反射率显著降低。
2. 光电性能：最优器件实现0.555 V开路电压（V_oc
   ）、34.52 mA/cm²
   短路电流密度（J_sc
   ）和75.50%填充因子（FF），PCE达14.46%。LaVO₃
   的宽谱吸收与TFSA-Gr的高导电性协同提升电荷分离效率。
3. 稳定性测试：60°C/40%湿度环境下2000小时后，PCE仅衰减8%，未封装器件仍保持13.31%效率，归因于BCP对界面复合的有效抑制。

结论与意义
该研究通过多材料协同策略，首次将LaVO₃
的光学优势与PSi的陷光特性结合，辅以TFSA-Gr电极和BCP钝化层，突破了硅基电池效率与稳定性的双重限制。14.46%的PCE和92%的长期保持率为下一代光伏器件设计提供了可扩展的解决方案，尤其适用于高温高湿环境下的实际应用。作者Hyo-Han Kim、Hosun Lee等强调，此结构对推动低成本、高效率硅基太阳能电池产业化具有重要指导价值。