杀煤钙钛矿太阳能电池效率超过20％，目标是30％

钙钛矿太阳能电池先驱Michael Graetzel的实验室又来了。总部位于瑞士的研究团队一直在微调其在薄膜上生长细密晶体的方法，而最新的变化是将真空闪光的“爆发”注入混合物中。如果将其商业化，新技术可以降低制造成本，并使太阳能发电成本保持螺旋式下降的趋势。

杀煤钙钛矿太阳能电池

当推定性的民主党候选人希拉里·克林顿（Hillary Clinton）说“我们”打算在今年早些时候将煤矿工人和矿业公司倒闭时，她很可能并不意味着格列泽尔教授及其团队将直接对煤炭的死亡负责。但是，太阳能发电技术已经迅速超越了煤电技术的极限，钙钛矿领域就是一个很好的例子。

对于刚接触该主题的人们来说，钙钛矿晶体相对容易制造，而且比硅便宜得多。

不到十年前，太阳能研究人员就开始认真研究钙钛矿。从2009年太阳能转化效率不到4％的起点开始，全球的研究团队就迅速将其转化为两位数，同时稳步降低了成本。

低成本太阳能电池的配方

制造钙钛矿太阳能电池的基本技术是将晶体“生长”在薄膜上。挑战在于使该层尽可能均匀，同时使每个晶粒接近一个相对较大的尺寸。

这是一种复杂的舞蹈，涉及将原料溶液喷洒到导电玻璃上并加热。溶液干燥时形成晶体。

Graetzel的团队发现，可以操纵该过程来创建更均匀的层。一种技术涉及去除多余的水分，实际上是在溶液干燥时通过旋转玻璃来去除水分：

新的真空闪光技术提供了双重优势。如果您有雄心壮志，可以在《科学》杂志上查找，标题为“适用于高效大面积钙钛矿太阳能电池的通用真空闪光辅助解决方案工艺”。

对于旅途中的那些人，真空闪蒸是指将加热的液体短暂暴露于真空中时发生的汽化：

Graetzel的团队发现，该工艺非常适合去除多余液体中的挥发性化合物，从而有助于确保所得薄膜均匀生长。留下的“种子”也倾向于产生高质量的晶体，从而提高了转换效率。

根据实验室，通过新的制造方法达到的转换效率最高可超过20％。

除了调整制造工艺外，Graetzel的实验室还一直在研究解决方案中用于生长钙钛矿晶体的材料成本。例如，去年1月，该实验室宣布已找到一种此类材料的替代品，以相同成本的五分之一获得了相同的转换效率。

硅太阳能电池的使用寿命更长

钙钛矿太阳能电池为从煤中过渡提供了另一条途径，但要敲响硅的丧钟还为时过早。

一个主要障碍是常规钙钛矿太阳能电池中的铅成分。几年前，Graetzel在与CleanTechnica的一次对话中警告说，钙钛矿型太阳能电池的商业用途可能仅限于安全的场所，从摇篮到坟墓的材料管理实际上可以消除铅危害的风险。

假设可以解决铅的问题，Graetzel预计，将钙钛矿层层叠在硅上的组合太阳能电池的效率将超过30％。这样的太阳能电池将比单独的硅便宜得多。

在那种情况下，钙钛矿实际上可以延长硅产业的寿命，而不是杀死硅太阳能电池，至少可以便宜一些。

照片（已裁剪）：通过EPFL（洛桑联邦理工学院），其他图像均为屏幕截图。