瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)教授Michael Graetzel及其研究团队发现了可为大规模钙钛矿太阳能电池生长钙钛矿材料的新方法,并能使其达到超过20%的转换效率,媲美类似尺寸的传统薄膜太阳能电池性能。

这种新方法的诀窍是在制造钙钛矿晶体的同时暂时地降低压力,使其得以利用低成本工艺实现更高的效率。

比利时imec研究人员指出,利用在硅晶顶部层迭钙钛矿的方法制造混合太阳能板,可望真正提振硅晶太阳能电池产业。Graetzel与其研究团队认为这种结构可望实现超过30%的转换效率,甚至还可达到44%的理论极限。这一性能的提升就来自于利用更多的太阳能——较低能量的阳光通过钙钛矿会被硅晶层吸收,而更高能量的太阳光则会被钙钛矿顶层吸收。

Michael Graetzel最有名的是在1991年发表透明的染料敏化太阳能电池(DSSC),而首款钙钛矿太阳能电池是染料敏化电池,其中的染料可以采用较小的钙钛矿颗粒来代替。研究人员开发出的最新原型大约仅有一张SD卡的大小,看起来就像是在玻璃的一侧用钙钛矿薄膜使其变暗。

研究人员们首次在液体中溶解化合物,制造出一些“墨水”。他们接着将墨水放在可导电的特殊玻璃上。等到墨水干了,在玻璃顶部留下一层结晶的薄膜。最后的结果是一层钙钛矿晶体薄膜,其棘手之处就在于如何以较大的晶粒尺寸生长出平滑且规则的钙钛矿薄膜,以期提高太阳电池的良率。

例如,在油墨仍湿时旋转电池,压平并吸去过多的液体,就能实现更规律的薄膜。Graetzel及其研究团队采用一种新的真空快速蒸发技术,同时选择性移除过多液体的挥发成份。同时,这种真空快速蒸发还可制造出形成晶体的晶种,从而打造出极其规律且有光泽的高质量、高效率钙钛矿晶体。

编译:Susan Hong

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