钙钛矿太阳能电池效率超过百分20

EPFL研究人员通过探索生长这些晶体的最佳方法来突破钙钛矿太阳能电池性能的极限。

Michael Graetzel和他的团队发现，在制造钙钛矿晶体时，通过短暂地降低压力，它们可以实现有史以来针对大尺寸钙钛矿太阳能电池测得的最高性能，效率超过20%，并与传统薄膜的性能相当相似大小的太阳能电池。他们的结果发表在《科学》杂志上。

对于钙钛矿技术来说，这已经是一个有希望的消息了，它已经很便宜并且正在工业化发展中。

但是，高岭土的高性能并不一定预示着硅基太阳能技术的灭顶之灾。除了确定实际设备的稳定性之外，仍然需要解决有关当前钙钛矿太阳能电池原型中铅含量的安全问题。

在硅上层叠钙钛矿以制造混合太阳能电池板实际上可以促进硅太阳能电池产业的发展。效率可能超过30%，理论极限约为44%。性能的提高将归功于更多的太阳能：钙钛矿顶层将吸收较高能量的光，而穿过钙钛矿的较低能量的阳光将被硅层吸收。

从染料太阳能电池到钙钛矿

Graetzel以透明的染料敏化太阳能电池而闻名。事实证明，第一个钙钛矿太阳能电池是染料敏化电池，其中染料被钙钛矿小颗粒代替。

他的实验室最新的钙钛矿原型，大约相当于SD卡的大小，看起来像一块玻璃，一侧被钙钛矿薄膜变黑。与透明的染料敏化电池不同，钙钛矿太阳能电池是不透明的。

如何制造钙钛矿太阳能电池

为了制造钙钛矿太阳能电池，科学家们必须种植具有特殊结构的晶体，这种晶体被称为“钙钛矿”，这是由俄罗斯矿物学家列夫·珀罗夫斯基发现的。

科学家首先将选择的化合物溶解在液体中，以制造出一些“墨水”。然后，他们将墨水放在可以导电的特殊类型的玻璃上。墨水变干，留下的薄膜会在施加温和的热量时在玻璃顶部结晶。最终结果是钙钛矿晶体薄层。

棘手的部分是生长钙钛矿晶体的薄膜，以使所得的太阳能电池吸收最大量的光。科学家一直在寻找具有大晶粒尺寸的光滑且规则的钙钛矿层，以提高光伏发电量。

例如，在墨水仍湿润时旋转电池，会使墨水变平并从一些多余的液体中芯吸，从而形成更规则的薄膜。Graetzel及其团队使用的一种新的真空闪蒸技术还可以选择性地去除这种多余液体中的挥发性成分。同时，真空闪光的爆发为晶体形成创造了种子，从而导致了具有高电子质量的非常规则且发亮的钙钛矿晶体。