叠层太阳能电池（Tandem Solar Cell） 是通过堆叠不同带隙（Eg）的半导体材料，更高效地利用太阳光谱的新型光伏技术。相较于传统单结电池（如硅电池理论效率极限~29%），叠层电池的理论效率可突破45%，是当前光伏领域的研究热点。

为什么叠层电池效率更高？单结电池中，高能光子多余能量会以热能浪费（如蓝光在硅电池中损失~30%能量）。叠层电池通过分级吸收降低这部分损耗，如窄带隙电池无法吸收的高能光子，可被顶层电池捕获，如图1所示。

根据最基本的基尔霍夫电流定律，串联系统中每个节点的电流处处相等，而串联电路中的最大允许电流取决于电路中能承受电流最小的元件。在叠层电池中，所有子电池均是通过隧穿结/复合层实现电学串联，因此其电流特性遵循：

对于电压很高的叠层电池来说，提升电流是提升电池效率最有性价比的选择。为了获得最大的输出电流，首先可以通过降低窄带隙子电池的带隙，如钙钛矿最低带隙为1.25eV（铅锡共混），以其为子电池的叠层输出电流最高为谭海仁教授30.1%认证效率中的16.72mA cm-2；晶硅的带隙为1.12eV，以其为子电池的叠层输出电流最高为隆基34.6%认证效率的20.71mA cm-2；III-V族材料可以实现0.7 eV更低的带隙，为了更充分地利用光谱，一般会选择三结以上的叠层结构，可以实现接近40%的效率。其次在确定窄带隙子电池的带隙后可通过调节顶电池宽带隙的电流来实现与底电池窄带隙匹配。这里就可以发挥钙钛矿材料的优势，仅需简单的调节材料组分和膜层厚度就可以实现对顶电池输出电流的精准调控。最终可以获得最大的输出电流，当然材料带隙小了开路电压也会相应变小，这与材料自身缺陷相关。

以上叠层电池的理论效率仅限在AM1.5G标准太阳光谱下吻合，现实中要准确测得叠层电池的效率却非常困难。比如刚开始做叠层电池的同学肯定有相同的经历，在第三方检测机构的测试结果要比自己实验室测试的低很多，这是非常正常的现象。主要的“锅”其实是太阳光模拟器。通常市面上能买到的太阳光模拟器一般是单光源的氙灯，我们通过对比氙灯光谱与标准太阳光，在400-800nm前比较吻合，但是在800nm后的红外波段出现远强于标准太阳光的光谱，如图2所示。因此氙灯对于带隙不低于1.5eV的单结钙钛矿电池测试理论上误差不会很大，而对于叠层电池误差则会非常大。

通过不同滤光窗口的标准硅电池进行模拟器光谱粗标定，KG0-5一般代表具有不同滤光片的标准硅电池。除此之外可以选择光谱仪，可以精准得到模拟器光谱。若模拟器设备是单光源，则无法对光谱进行校准。用于叠层电池测量的太阳光模拟器一般至少是双光源及以上，并且AAA级！

通过EQE测试可以明确子电池的光谱吸收范围，如全钙钛矿叠层的顶电池是300-700nm，底电池是700-1100nm，晶硅/钙钛矿叠层的顶电池是300-750nm，底电池是750-1200nm。根据吸收范围进行模拟器光谱校准。

进行电流-电压正反扫测试和最大功率点稳态测试。若正反扫测试无回滞，且与最大功率点稳态输出效率相吻合，则测试结果有效。

以下检测机构具备叠层电池专项认证资质，认证结果全球认可，当然测试过程也非常严苛。若认证结果是记录效率则可收录于《Solar Cell Efficiency Tables》和《NREL Best Research-Cell Efficiency Chart》。但不同认证机构的光源均匀性标准也不同，部分测试机构不兼容大面积叠层组件的测试。