三结叠层太阳能电池是一种通过堆叠三种不同带隙的光吸收材料、构建三结串联结构的新型高效光电转换器件，典型结构为钙钛矿/钙钛矿/晶体硅三结叠层。三结叠层太阳能电池以钙钛矿材料为核心光伏层，通过叠层结构实现多波段光吸收，从而显著提升光电转换效率。
钙钛矿材料具备高吸收系数、光电转换效率优异、长载流子扩散长度、可调带隙、双极性电荷传输等特点，是近乎理想的光吸收材料。近十几年来，钙钛矿电池单结认证效率从最初的3.8%已攀升至2025年的27.3%以上，其效率逼近商业化的硅基太阳能电池。但单结太阳能电池已接近其理论效率的极限，叠层电池作为突破这一限制的解决方案，受到了广泛关注。
三结叠层太阳能电池结构通常是不同带隙子电池按照带隙由大到小相互串联，入射光被各子电池对应吸收，实现全波段范围内太阳光谱的高效利用。三结叠层太阳能电池是通过将宽带隙与窄带隙材料结合，来获取更高的转换效率，目前三结叠层钙钛矿太阳能电池认证效率已突破28.7%，显著超越了单结电池的肖克利-奎伊瑟极限。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年三结叠层太阳能电池行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，三结叠层太阳能电池可应用在地面聚光光伏、太空光伏、下一代光伏等领域，在太空光伏领域，三结叠层太阳能电池凭借优异性能，在卫星太阳翼、临近空间飞行器、空间站、深空探测能源系统等中展现出广阔应用前景。
近年来，我国企业在三结叠层太阳能电池领域的研究成果尤为突出。深圳黑晶光电技术有限公司自主研发的16.2cm2钙钛矿/钙钛矿/晶硅三结叠层电池经权威机构认证，光电转换效率达29.67%，创下目前已报道的大面积三结叠层电池领先效率纪录。
东南大学姚惠峰教授团队联合天合光能、复旦大学团队，在国际顶级期刊《Nature》发表研究成果，证实了表面钝化和干涉管理的协同优化可使钙钛矿/钙钛矿/硅三结太阳能电池接近其可行潜力，为可规模化、高性能光伏技术提供了途径。
新思界
行业分析人士表示，单结电池已接近肖克利-奎尔瑟极限，叠层架构是其效率跃迁的必然选择，三结叠层太阳能电池通过对太阳光谱的分级利用，理论效率可达51%以上，应用前景广阔。我国三结叠层太阳能电池研究热情较高，相关专利布局日趋活跃，包括天合光能申请的“三结叠层太阳能电池及其制备方法”、横店集团东磁股份申请的“一种三端式三结叠层太阳能电池及其制备方法”、电子科技大学申请的“一种三结叠层太阳能电池及制备方法”等。
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