今天是国际顶级期刊《Science》更新的日子，发现钙钛矿领域有2篇文章，但是却不想翻译和解读，只因发现了另一篇更加有趣和更加具有推广意义的文章。
不知道大家是否记得年前引爆科研圈的“鸟屎”，文章报道了将鸟屎和石墨烯复合，其性能会有大幅度的提升。幽默的网友们做了一首诗：
实验是王道，理论靠创造。
思路不清晰，加点石墨烯。
投稿不顺畅？涂点钙钛矿！
青年英才路，实验换元素。
若问啥意义？盘古开天地！
虽然这首打油诗，表达了科研圈对“水刊”的无奈。但是不容置疑的是，石墨烯和钙钛矿确实具有与众不同的性质和性能，在能源、催化等领域有着广泛的应用。
2020年2月17日，意大利Casaccia 研究中心的Mario Tucci 和 意大利罗马理工学院的Aldo Di Carlo在知名期刊《Joule》发表名为“Mechanically Stacked,Two-Terminal Graphene-Based Perovskite/Silicon Tandem Solar Cell withEfficiency over 26%”的研究文章。文章指出一种高性能钙钛矿/硅串联太阳能电池的新结构是通过亚电池的机械堆垛来实现的，其中钙钛矿/硅串联太阳能电池在1.43平方厘米的有效面积上显示出25.9%的稳定效率。
研究亮点
1.非常规的双端机械堆叠钙钛矿/硅串联装置。
2.最小化顶部电池孔选择层/背面接触处的光学损耗。
3.石墨烯掺杂的电子选择层具有更好的电气性能。
4.钙钛矿/硅串联有稳定的PCE 25.9%。
封面图
研究预览
钙钛矿/硅串联太阳能电池代表了一个有吸引力的途径，以升级市场领先的晶体硅技术超越其理论限制。与四端架构相比，双端架构降低了工厂成本。然而，将钙钛矿太阳能电池直接加工到微米级的非晶硅/晶体硅异质结电池的前表面是一项挑战，它们限制了顶部电池的高温和溶液处理。
为了解决这些障碍，该文章作者提出了一种机械堆叠的双端钙钛矿/硅串联太阳能电池，其中的亚电池是独立制作、优化的，随后通过将介观钙钛矿顶部电池的后电极与金属化和纹理化的正面接触进行耦合硅底电池。通过最小化光学损耗，实现了孔选择层/后接触结构，并在钙钛矿顶部电池中使用石墨烯掺杂的介孔电子选择层，冠军串联装置在活性区域的效率为26.3%(稳定为25.9%)。
内容解读
设计和组装双端钙钛矿/硅串联太阳能电池
罗马的研究人员与ENEA合作，成功地将石墨烯与串联钙钛矿-硅太阳能电池相结合，实现高达26.3％的稳定效率。
得益于石墨烯的多功能性，他们设想了一种新的制造方法，可以降低生产成本，并可能导致大面积太阳能电池板的生产。基于石墨烯的串联太阳能电池的效率几乎是纯硅的两倍。
双介观钙钛矿太阳能电池的光学优化与表征
物理定律将硅太阳能电池的最大效率限制为32％。因此，科学家们花了数十年的时间试图找到其他替代品，例如III-V和钙钛矿。然而，后者提出了一些制造挑战，并且扩大太阳能电池板的生产是成功的关键一步。借助“串联电池”，科学家此前曾结合了硅和钙钛矿的优势，但是稳定性、效率和大规模制造似乎仍然是一个遥不可及的梦想。
但随后石墨烯开始发挥作用-它可能会改变游戏规则。Graphene Flagship研究人员发现了其潜在的能量收集潜力，并且实际上已经投入了两个不同的面向行业的“先驱项目”来研究基于石墨烯的太阳能电池的可能性。
钙钛矿顶部电池的性能
Graphene Flagship的合作伙伴罗马韦尔加塔大学的首席作者兼研究员Aldo di Carlo解释说：“我们制造石墨烯串联太阳能电池的新方法具有双重优势。首先，它可用于增强所有不同类型的目前可以使用的钙钛矿太阳能电池，包括在高温下加工过的钙钛矿太阳能电池，但更重要的是，我们可以使用广泛的“溶液制造方法”整合石墨烯，这是在工业上进一步部署我们的技术并交付具有石墨烯功能的大表面太阳能电池板的关键。
Graphene Flagship的共同作者、共同创始人Francesco Bonaccorso表示：“在Graphene Flagship背景下提出的这种创新方法是开发串联太阳能电池的第一步，该太阳能电池的效率高于极限。多层材料将是实现这一目标的关键。
机械堆叠双端钙钛矿/硅串联太阳能电池的性能
Graphene Flagship的能源发电工作包负责人Emmanuel Kymakis说：“在充分利用钙钛矿-Si串联光伏概念之前，必须解决一些兼容性问题。这项开创性的工作表明，已经解决了装置的整合。串联结构中需要形态和可调节的光电特性，可导致高通量工业制造；石墨烯和相关材料可改善这些器件的性能、稳定性和可扩展性；堆叠的硅钙钛矿结构将成为新型石墨烯的基础，将进行石墨烯基钙钛矿-硅串联太阳能电池的试生产，为打破30％的效率障碍和显著降低平均能源成本铺平了道路。
石墨烯旗舰产品的科学技术官兼管理小组主席Andrea C. Ferrari补充说：“自石墨烯旗舰产品开始以来，将石墨烯和相关材料应用于太阳能发电已被视为一项战略重点。今年将建立基于石墨烯的太阳能发电场，这些新成果为该团队在接下来的三年中努力制作定义最先进技术的面板做出了努力。”
参考文章
https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=54676.php
https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.01.015