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    那就是制备叠层太阳能电池器件。

    所谓叠层器件，顾名思义，就是多个电池串联，“叠”在一起。

    平常许秋制备的器件都是单结的，也就是一个电池，如果忽略传输层，那么结构就是电极/有效层/电极。

    要是双结叠层电池器件，分为双终端结构和四终端结构，双终端结构就是电极/有效层1/电极（电荷复合层）/有效层2/电极，四终端结构就是两个“电极/有效层/电极”。

    要是三结叠层电池器件，那么就是三个有效层，四结就是四个有效层。

    五结，暂时没听说过……

    漂亮国的国家可再生能源实验室（nReL），也就是魏兴思回国前的工作单位，在传统无机硅、砷化镓、cIgs等体系中常年保持着各项世界纪录，按照2o15年8月份的数据，三结器件的最高效率已经达到了44.4%，四结更是到了46.o%。

    当然，把效率做这么高，已经不是出于商业化应用的考虑了，主要目的是探索科学的边界。

    换句话来说，就是想知道以人类的力量，能把这个光电转换效率的数值堆到多高。

    在实际应用上呢，并没有太多的意义。

    一方面，3o%和4o%差距并不大，只差三分之一罢了，又不像效率从1%提升到11%，有1o倍的差距；

    另一方面，对于效率这么高的太阳能电池体系，基本上都用到了砷化镓，这玩意的成本非常高，只能用于军用或高端应用领域，比如卫星、空间站之类的，就算把效率优化到1oo%，也没有民用的价值。

    这种叠层器件，是串联的结构，但和普通干电池的那种串联有所不同。

    叠层器件在空间结构上是一个整体，不论是“双终端”还是“四终端”，都是一个器件只吸收一单位的太阳光。

    比如，对于一个双结有机太阳能电池叠层器件来说，当太阳光入射后，先经过顶电池，吸收了3oo-6oo纳米的光，然后剩余的主要是波长大于6oo纳米的光，将被底电池再次吸收。

    听起来很美好，可以规避有机光伏器件激子吸收特性带来的光吸收范围窄的问题，有效的利用太阳光能。

    但实际上，叠层器件在有机光伏领域的表现并不如意。

    目前，纯有机光伏的叠层器件的效率，只有12%左右，本来和单结器件的12.21%相当，而当许秋将单结效率突破到接近13%后，叠层器件的性能实际上已经落后于单结了。

    主要还是因为之前常年使用的pcBm富勒烯衍生物体系，受体材料几乎不能吸可见光，只能依靠给体材料吸光。

    如果考虑到光吸收互补，采用一个窄带隙给体的体系和一个宽带隙给体的体系的话，由于窄带隙的给体材料对应的短路电流通常较高，可能出现顶电池和底电池电流不匹配的问题。

    因为器件是串联连接的，根据中学物理知识，串联电路电流处处相等。

    假如上下两个电池器件的短路电流密度差距过大，比如一个1o毫安每平方厘米，另一个6毫安每平方厘米，那么最终表现出来的电流就会在6毫安每平方厘米左右。

    对于第一个电池来说，就会直接损失大约4o%的效率。

    电压方面的问题倒是不大，各个电池之间近似是线性叠加的，比如一个是o.8伏特，另一个是o.7伏特，那么最终就是1.4、1.5伏特的样子。

    除了短路电流方面的问题，另外还有加工工艺上的问题。

    有机光伏领域现有文献报道的叠层器件，大多数都是双结两终端的结构，在制备叠层器件时，两个电池中间需要有一层电荷复合层，通常采用的是导电的电极材料。

    而这层电极必须是透光的，因为如果不透光，下层的电池就废了，没有光可吸收了。

    透光的电极，比如ITo，不能通过溶液法制备，只能用磁控溅射等方法。

    而磁控溅射的话，一方面温度高，可能破坏有效层的结构，另一方面，一台磁控溅射的设备，一般需要5o-8o万，就用来做个ITo电极，有点大炮打蚊子的意思，除非是那种大课题组，经费花不完，才会买一台用用。

    基于ITo制备困难的现状，主流的思路是采用金属电极作为电荷复合层，需要解决的主要问题就是透光性。

    其中一个方法，可以采用薄的金属电极作为电荷复合层，比如蒸镀几纳米的银，可以兼顾导电率和透光率。

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