一、高效稳定单结钙钛矿太阳能电池

       钙钛矿太阳能电池（perovskite solar cells），是一新型有机/无机薄膜太阳能电池，它利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料。在短短的几年，钙钛矿太阳能电池的认证效率从3.8%迅速提升至25.7%，与已经商业化的多晶硅太阳能电池、铜铟镓硒和碲化镉薄膜太阳能电池的效率相当，是一种非常有应用潜力的下一次高效率低成本光伏技术。我们将从开发新材料、构架新型器件结构、深入理解器件物理以及解决器件稳定性等方向开展研究，实现具有高效率和高稳定性的钙钛矿太阳能电池。

二、​​​全钙钛矿叠层太阳能电池

       叠层太阳能电池是突破单结电池效率极限，实现更高光电转换效率最有效的可行性途径。目前多结叠层电池的最高转换效率已超过38%，超越了最佳的单结电池；然而实现这类高效率叠层电池的材料均需使用昂贵的III-V族半导体。

       在钙钛矿/钙钛矿叠层太阳能电池中，通过使用宽带隙的钙钛矿作为顶电池吸收短波长部分的太阳光，窄带隙的钙钛矿作为底电池吸收长波长部分的太阳光，有效地提高了太阳光谱的利用率，降低单结电池中载流子的热弛豫损失，从而提高光电转换效率。钙钛矿/钙钛矿叠层太阳能电池可实现全溶液法加工，制备能耗低且方法简单。

三、硅/钙钛矿叠层太阳能电池

       目前，硅基太阳能电池是光伏市场的主流，占据了95%左右的市场。目前硅太阳能电池的转换效率逼近理论极限，在硅电池顶层叠加宽带隙电池构成叠层器件，可进一步显著提高太阳能电池的转化效率，基于硅基叠层电池的理论极限效率可从29%提高到42.5%。叠层电池顶电池的选择需要满足以下要求：与底层硅电池带隙匹配、光电转化效率高和制造成本低。钙钛矿太阳能电池具有带隙可调、制备成本低廉、转换效率高等特点，是构建基于晶体硅叠层电池的理想候选者。课题组将从新材料开发、器件结构设计、光学管理等方向开展研究，实现转换效率超过30%的叠层电池。

 四、​​​智能光伏发电系统

     太阳能是取之不尽用之不竭的资源，目前主要有两种方法利用太阳能，一是聚光太阳能发电（简称CSP）技术。二是利用半导体制成的光伏太阳能电池板，把光伏电池板可以直接安装在屋顶上，将太阳能直接转化为电能供建筑物使用。传统的光伏系统是单纯用于太阳能发电的光伏电站。随着太阳能光伏技术的日新月异，各种不同特质的光伏材料引领了光伏应用系统的变革，在建筑、汽车、农业、航空航天等领域均有极大的应用价值。​​