新型钙钛矿太阳能电池回收其自身的光子

钙钛矿太阳能电池才出现几年，它们已经有望赶上并超越硅作为下一代超高效太阳能电池的首选材料。在最新的发展中，一个由两国研究小组共同开发的钙钛矿具有独特的能力，可以重新创建自己的光子并对其进行回收以增加能量。

新的太阳能电池回收光子

对于那些刚接触该主题的人来说，钙钛矿是一类合成晶体矿物。天然钙钛矿的发现可追溯到19世纪，但研究人员花了大约150年的时间才能抓住其高太阳能潜力，并意识到他们可以在实验室中轻松制造出自己的钙钛矿。

卤化钙钛矿型太阳能电池已经成为一种必不可少的技术，全世界的研究人员都认为，在短短几年的时间里，转换效率就会“异常”提高。

卤化铅太阳能电池的关键特性包括较长的载流子寿命和高发射率，这使研究人员想知道这种材料是否在“回收”光子。

这项新研究回答了这个问题。它来自剑桥大学圣约翰学院的一个团队，与牛津大学和阿姆斯特丹的FOM Institute AMOLF合作。

根据作者Richard Friend的说法，回收观察是在合著者Luis Miguel PazosOutón创建的新太阳能电池上进行的。该电池是使用钙钛矿的背接触式太阳能电池的首次展示，并且尚未经过专门设计以展示高能量产生。

对于他们的研究，该团队利用了这样的事实：当光照射到钙钛矿上时，它们既发光又吸收光。

他们使用激光来测量纳米级约500纳米厚的碘化钙钛矿中的光子活性。正如预期的那样，他们观察到接近激光点的高能发光。

令人惊讶的是，在秤的红外端附近出现了另一种高能发光。较远的发射还伴随着另一种由低能光子组成的发射。

这两种类型的更远距离的发射为团队提供了足够的证据，以得出钙钛矿芯片正在“回收”光子，并将它们与入射光子结合在一起的结论：

事实证明，这种单电池能够从与激光的接触点传输超过50微米的电流。距离远大于研究人员的预期，并且是样品内发生多次光子循环事件的直接结果。

正如合著者Outón所描述的，结果是将许多电荷集中在一个很小的区域，这种质量是硅和其他材料“根本没有的”。正如Outón解释的那样：

低能成分使电荷可以长距离传输，但除非回收光子，否则高能成分将不存在。

无铅钙钛矿太阳能电池— #thanksobama！

这些发现为研究人员提供了提高卤化铅太阳能电池效率的途径。由于铅是最近的新闻，因此值得探索将新的基于铅的产品推向市场的优点。

在瑞士的一次技术之旅中，CleanTechnica拜访了薄膜太阳能电池先驱Michael Graetzel，他提出，如果没有替代材料来增加钙钛矿型太阳能电池的稳定性（这就是铅的用途），该技术仍然可以安全地安全部署。可以严格控制与铅毒性有关的生命周期问题的设施，并且几乎消除了潜在的危害。

至于非安全设施，例如住宅和商业屋顶，该市场可能需要等待一段时间。

锡正在被探索为一种钙钛矿型太阳能电池的有前途的（廉价的）替代材料，美国能源部正在通过奥巴马政府的SunShot Initiative资助研究，因此请美国纳税人#thanksobama拥抱他们，并保持关注。

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图片：钙钛矿晶体结构内部光子循环的描述。研究表明钙钛矿可以重吸收材料内部再生的光子，这一特性可以使研究人员突破现有太阳能电池的效率极限。