发现可以大大提高钙钛矿太阳能电池的效率

能源部劳伦斯伯克利国家实验室(Berkeley Lab)的科学家发现了一个可能的秘密，可以极大地提高隐藏在晶体材料纳米峰和谷中的钙钛矿太阳能电池的效率。

由具有钙钛矿矿物晶体结构的化合物制成的太阳能电池吸引了科学家的想象。它们像有机太阳能电池一样便宜且易于制造。更有趣的是，钙钛矿太阳能电池将光子转化为电能的效率比迄今为止的任何其他材料都提高了更快，从2009年研究人员首次开始探索该材料的光伏能力的3%增长到今天的22%。这正处于硅太阳能电池效率的考虑之中。

现在，正如2016年7月4日在线发表在《自然能源》杂志上的报道一样，来自伯克利实验室的Molecular Foundry和人工光合作用联合中心的科学家团队发现了钙钛矿太阳能电池的令人惊讶的特性，可以将其用于太阳能发电。甚至更高的效率，可能高达31%。

利用光电导原子力显微镜，科学家在太阳能电池的活性层上绘制了与光伏效率有关的两个特性。这些地图揭示了一个凹凸不平的表面，该表面由长度约200纳米的晶粒组成，每个晶粒都有像宝石表面一样的多角度小平面。

出乎意料的是，科学家们发现了单个晶粒上晶面之间能量转换效率的巨大差异。他们发现与高效刻面相邻的切面表现不佳，有些刻面已接近材料的理论能量转换极限(31%)。

科学家说，尽管需要做更多的研究，但这些表现最好的方面可能是高效太阳能电池的秘密。

“如果能够合成这种材料，从而只开发出非常高效的面，那么钙钛矿型太阳能电池的效率将会大大提高，可能接近31%，” Molecular Foundry的博士后研究员Sibel Leblebici说。