吸光材料带隙大小决定电池转换效率上限 原图定位 钙钛矿电池较晶硅电池效率上限更高的原因是钙钛矿材料带隙更大且可供调节。根据Shockley-Queisser提出的详细平衡理论,单结太阳能电池的理论光电转化效率最高大33.7%,对应吸光材料禁带宽度在1.34eV,通常认为吸光材料的最优带隙为1.3-1.5eV。1)钙钛矿材料带隙更大:目前最常用的钙钛矿材料MAPbI3和FAPbI3的禁带宽度位于1.5-1.6eV,接近最优带隙,其理论最大光电转换效率均处于30%以上,相比之下硅的带隙为1.12eV,无法突破30%的转换效率。2)钙钛矿材料带隙可调:方法一是调节A位阳离子的半径,半径越大钙钛矿带隙越小,例如,对于半径从小到大的Cs、MA和FA例子来说,对应得到的CsPbI3、MAPbI3和FAPbI3钙钛矿带隙依次减小;方法二是调节B位卤素占比,通常采用Sn来替代Pb作为B位,随着Sn含量的增加钙钛矿带隙将会减小。通常钙钛矿薄膜材料的禁带宽度在1.48-2.3eV。