用一种叫做钙钛矿的材料制成的太阳能电池——既可以代替硅，天富代理也可以代替硅——已经被证明比硅具有更低的成本和更高的效率。然而，这种材料存在一些局限性，科学家们一段时间以来一直在努力克服这些局限性。

 

为了帮助解决其中一个问题，爱荷华州立大学的研究人员开发了一种方法来稳定钙钛矿硅太阳能电池在高温下的稳定性。通常情况下，这些混合细胞在高温下会分解。

 

钙钛矿(一种广泛的晶体材料)被广泛认为是硅电池能量转换局限性的解决方案，因为实验室测试显示这种材料在将光转换为电能方面具有更高的潜力。

 

目前，实验室中最好的硅太阳能电池的效率达到了26%，尽管商业电池的效率稍低。为了提高效率水平并降低电池成本，研究人员着眼于利用硅和钙钛矿等新材料制造串联结构，利用太阳光谱的不同部分来发电。

 

改善材料性能

 

布朗大学的一个研究小组已经找到了一种修复钙钛矿电池裂缝的方法，以提高其性能。

 

爱荷华州立大学的研究人员在该大学杰出的工程学教授维克拉姆·达拉尔(Vikram Dalal)的带领下，对钙钛矿材料进行了一些调整，使其能够在太阳能发电最佳的地区(如沙漠或其他炎热气候地区)抵御高温。

 

他们去掉了材料的有机成分——特别是阳离子，阳离子是一种含有多余质子和正电荷的物质——用无机材料，比如铯来取代它们。这有助于在较高温度下稳定钙钛矿。

 

该团队还开发了一种基于气相沉积的制造技术，这种技术可以一次将钙钛矿材料制成一层薄层——只有十亿分之一米。这项技术为其他行业所熟悉，这意味着它可以大规模用于商业生产，而且不会留下污染物。

 

击败热火

 

在测试中，研究小组开发的钙钛矿太阳能电池在三天的时间里即使在200摄氏度(390华氏度)的温度下也没有出现热降解，这个温度远远高于真实环境的记录。

 

“这比有机-无机钙钛矿细胞要好得多，在这种温度下，钙钛矿细胞会完全分解，”达拉尔说。

 

研究人员在ACS应用能源材料杂志上发表了他们的研究论文。

 

然而，要达到研究人员所希望的转化率，还有很多工作要做，因为新电池的光转换效率只有11.8%。未来的工作将集中于通过试验新材料来提高这个数字。

 

例如，研究小组已经用溴取代了钙钛矿材料中常见的碘，天富代理这使得细胞对水分的敏感性大大降低——这是用这种材料制成的细胞的另一个典型问题。然而，这也改变了电池的性质，降低了效率以及它们与硅电池协同工作的效果。