效率

保障器件材料品质，可控带隙提升效能：通过对叠层电池模拟效率的研究，证明在全器件堆叠保持材料质量的前提下，可控带隙调控可进一步提升可实现效率与年发电量。

缺陷钝化与光学调控结合，显著提升效率潜能：结合校准模拟与数据驱动型Shockley–Queisser分析开展分步优化，结果表明通过靶向缺陷钝化与光学优化，器件效率潜力可突破35%。

III钙钛矿/CIGS串联器件的实际效率潜力

(a)叠层电池模拟效率与开路电压随钙钛矿顶电池非辐射复合因子(ƒc)的变化关系。

分步优化路径表明，通过抑制CdS/CIGS界面复合与控制CIGS表面形貌，可将钙钛矿/CIGS叠层电池效率从约26%提升至31%以上。

基于此，本研究以HZB认证的24.6%高效钙钛矿/CIGS叠层器件为研究对象，通过多尺度物理建模揭示核心损耗机制，明确效率提升路径，并定量预测其在实际应用中的发电潜力。

图4展示了钙钛矿/CIGS叠层电池从基准状态到逐步优化的效率提升路径，通过5种场景模拟，量化缺陷钝化与光学优化带来的性能增益。

通过采用数据库最优材料参数，效率提升至33.3%。

通过钝化CdS/CIGS界面，效率提升至28.9%；

全年发电量模拟证实，上述效率提升在多种气候条件下均具备稳健的实际收益，尤其在光谱多变与低辐照场景下提升效果更为突出。

图1a展示了24.6%认证效率器件的完整堆叠：从上到下包括减反层、透明电极、电子传输层、钙钛矿顶电池、隧穿复合层、CIGS底电池与背电极。

以德国亥姆霍兹柏林材料与能源中心(HZB)认证效率24.6%的叠层电池为研究对象，本文明确了器件性能瓶颈，量化了缺陷钝化、光学优化与带隙调控的提升效果，并将评估拓展至典型气候下的年发电量。

图4展示了钙钛矿/CIGS叠层电池从基准状态到逐步优化的效率提升路径，通过5种场景模拟，量化缺陷钝化与光学优化带来的性能增益。

全年发电量模拟证实，上述效率提升在多种气候条件下均具备稳健的实际收益，尤其在光谱多变与低辐照场景下提升效果更为突出。