钙钛矿太阳能电池寿命延至30年 可再生能源技术重要里程碑

　　钙钛矿复合氧化物具有独特的晶体结构，尤其经掺杂后形成的晶体缺陷结构和性能，或可被应用在固体燃料电池、固体电解质、传感器、高温加热材料、固体电阻器及替代贵金属的氧化还原催化剂等诸多领域，成为化学、物理和材料等领域的研究热点。钙钛矿这种具有特殊晶体结构的半导体，非常适合用于太阳能电池技术。
 

　　钙钛矿型太阳能电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池。钙钛矿型太阳能电池可在室温下制造，使用的能源比硅少得多，因此生产成本更低，更可持续。早期的钙钛矿型太阳能电池(PSC)在2009—2012年间问世，只能持续几分钟，2017年的纪录是电池在室温连续照明下工作了一年。
 

　　近段时间，美国普林斯顿大学研究人员开发出了第一个具有商业可行性的钙钛矿太阳能电池。研究人员对不同材料进行了分层，以优化光吸收，同时保护最脆弱的区域不受照射。他们在两个关键成分之间开发了一层超薄的“二维覆盖层”：吸收钙钛矿层和由铜盐及其他物质制成的荷电层。目标是防止钙钛矿半导体在几周或几个月内烧毁。
 

　　同时，他们还对这些设计进行了数十次排列，改变几何结构中的微小细节及覆盖层数，并尝试了数十种材料组合。实验结果显示，新设备在平均温度约为35℃且连续照明至少5年的情况下，可发挥出80%以上的峰值效率。该团队预计，他们的设备可在超过行业标准的情况下运行大约30年，远远超过太阳能电池20年寿命的门槛。
 

　　该新设备经久耐用，突显了钙钛矿型太阳能电池的耐用潜力，还符合通用的能效标准。这是此类电池中第一个能够与硅基电池性能相媲美的电池。并且新技术的开发并不意味着钙钛矿型太阳能电池将在很大程度上取代硅设备，而是对旧技术的补充，从而使太阳能电池板更便宜、更高效、更耐用，并将太阳能扩展到现代生活中更多新领域。
 

　　(资料来源：科技日报)