Energy Reviews：钙钛矿太阳能电池光子能量损失与管理技术前沿

2、从光学结构设计的角度总结了通过减少光散射和促进光子吸收等调控钙钛矿太阳能电池效率的手段;

3、展望了研发无稀土光谱转换材料以及机器学习在钙钛矿太阳能电池研究中的积极意义。

在这篇简短的综述中，我们描述了由于本征钙钛矿材料的带隙和器件中的光物理过程而导致的不完全光子循环引起的光学损耗。相应地，我们还总结了一些有特色的促进光学吸收的管理措施，包括光学减反射涂层、等离子体激元策略和吸收光谱展宽(升/降频策略)。然而为了使钙钛矿太阳能电池的能量转换效率真正达到理论极限，以下想法可能具有启发性：

1、挖掘光子回收利用的潜力

光子再循环应用于钙钛矿太阳能电池的主要好处是通过重新吸收辐射发射的光子来增加活性层内的准费米能级分裂(Δμ)，从而增加开路电压。这意味着光生载流子以辐射方式复合，而不是通过Shockley-Read-Hall(SRH)复合过程。SRH复合是指由缺陷态引起的非辐射复合，主要存在于活性层表面和器件界面上。因此，在今后的钙钛矿太阳能电池制备中，应注意提高活性层的质量和优化界面缺陷，以减少器件中的SRH复合，提高辐射复合率。此外，需要深入了解光捕获的潜力，以确保最大限度地增强内部发射光子的光路。

2、开发非稀土光谱转换材料

升/降频材料的设计和应用是提高入射光谱利用率的重要途径，因此对可溶液处理、光稳定和低成本的转频材料的需求越来越大。大多数转频材料含有镧系元素，其合成需要高温，而地球上这些材料的储量有限。非稀土转频材料的开发可能成为未来经济高效的器件应用的一种途径。此外，大多数转频材料都应用在透明电极的一侧，开发可以掺杂缓冲层或钙钛矿活性层的转频材料是一个值得重点关注的方向。相应地，未来的转频材料需要具有双重功能，也就是说除了具有转换光谱的功能外，它们还应该具有钝化缺陷和促进电荷传输的能力。

3、建模和仿真

在材料选择和器件结构设计中，改善钙钛矿太阳能电池的光学损耗是一项具有挑战性和耗时的任务。近年来，机器学习被应用于钙钛矿材料的筛选，有望指导高效钙钛矿太阳能电池的新材料和新器件结构的概念设计。因此，利用计算机模拟了光子在器件中的最大可能光程，为光子循环的高效利用提供了依据。此外，还选择了适合光谱转换的绿色廉价材料，以帮助快速提高器件性能。在未来，探索高性能的功率因数校正系统势必需要理论建模和仿真方法。