L'efficacité de conversion de puissance (PCE) des cellules solaires à pérovskite à jonction unique (PSC) a augmenté de manière remarquable, passant de 3,8% à 25,2% en seulement une décennie. Le développement rapide du PCE approchant de la limite de son efficacité théorique, la fabrication de cellules solaires en tandem en combinant des sous-cellules avec différentes bandes interdites offre une possibilité d'aller au-delà des limites de Shockley-Queisser des cellules solaires à simple jonction.

Les dispositifs en tandem utilisent différentes parties du spectre solaire en utilisant des sous-cellules avec des bandes interdites différentes pour réduire la perte thermique des porteurs photo-générés. En raison de la bande interdite réglable, coefficient d'absorption élevé et faible coût de fabrication, Les pérovskites aux halogénures métalliques sont des candidats prometteurs pour les dispositifs en tandem.

Cependant, l'efficacité des cellules solaires tandem à base de pérovskite est largement limitée par les cellules supérieures à large bande interdite qui possèdent généralement une grande tension en circuit ouvert (V CO ) perte. La grave recombinaison de charge non radiative à l'interface entre la pérovskite et la couche de transport de trous (HTL) est un facteur clé conduisant au grand V CO perte.

Récemment, Le groupe de recherche du professeur Hairen Tan de l'Université de Nanjing a utilisé la petite molécule organique réticulée VNPB comme HTL pour les cellules solaires à pérovskite à large bande interdite. UN V CO une augmentation de près de 50 mV a été obtenue avec succès pour des cellules solaires à large bande interdite avec des bandes interdites de 1,6 eV, 1,7 eV et 1,8 eV. Par rapport au dispositif de contrôle utilisant le HTL polymère PTAA, les films de pérovskite déposés sur VNPB ont une plus grande taille de grain et une meilleure cristallinité. VNPB permet une extraction de charge plus rapide et réduit la densité de défauts à l'interface HTL/perovskite.

Le calcul de la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) montre que le contact plus étroit entre le VNPB et la pérovskite augmente l'énergie de formation des défauts et diminue la densité des défauts, réduisant ainsi efficacement la recombinaison non radiative des porteurs. Finalement, les PCE des cellules solaires tandem pérovskite/pérovskite et pérovskite/silicium utilisant le VNPB comme HTL atteignent 24,9 % et 25,4 %, respectivement.

Ce travail montre que les petites molécules réticulables sont prometteuses pour les dispositifs photovoltaïques en tandem à pérovskite à haut rendement et à faible coût.