全鈣鈦礦串聯光伏發電是一種潛在的具有成本效益的技術，可以為化學燃料生產提供動力，比如綠色氫。然而，它們的應用受到開路電壓缺陷的限制，更具有挑戰性的是，光伏電池的運行穩定性差。
有鑒于此，埃因霍芬理工大學René A. J. Janssen教授等報道一個實驗室規模的太陽能輔助水分解系統，使用電化學流動電池和全鈣鈦礦串聯太陽能電池。
本文要點：
（1）
我們首先用丙烷-1,3-碘化二銨溶液處理鈣鈦礦表面，減少了界面非輻射復合損失，在1.6-1.8 eV的能帶實現了超過單結太陽能電池極限性能90%的開路電壓。當使用能帶為1.77 eV的鈣鈦礦，得到1.35 V的高開路電壓，19.9 %的最大功率轉換效率。面積為1 cm2的全鈣鈦礦串聯太陽能電池實現了26.0 %的功率轉換效率，這項研究構筑了開創性的光伏電化學系統，太陽能轉換為氫的最高效率達到17.8 %。
（2）
系統運行超過180 h后，仍能保持峰值性能的60 %以上。作者發現，體系的性能損失主要是因為光伏組件的性能退化。觀察到窄能帶的子亞電池中具有嚴重的電荷損失，這是因為窄能帶鈣鈦礦和空穴傳輸層之間的界面退化。這項研究表明，開發化學穩定的光吸收劑和接觸層對于開發全鈣鈦礦的串聯光伏應用至關重要。
參考文獻
Wang, J., Branco, B., Remmerswaal, W.H.M. et al. Performance and stability analysis of all-perovskite tandem photovoltaics in light-driven electrochemical water splitting. Nat Commun 16, 174 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-024-55654-4
https://www.nature.com/articles/s41467-024-55654-4
