让钙钛矿太阳能电池变得可用 国内团队提出新策略
太阳能是目前可再生能源中，人类可以熟练掌握的能源之一，而太阳能电池则是人类运用这种能源的重要媒介。根据相关数据显示，截至去年8月，全国累计发电装机容量约27.6亿千瓦，其中太阳能发电装机容量约5.1亿千瓦，相当于23个三峡电站的总装机容量。 但对太阳能的广泛运用并不代表这项技术已经完全成熟，事实上，目前被应用的太阳能电池或多或少的存在局限性。第一代太阳能电池单晶硅电池成本高无法实现平价产电的根本目的，第二代太阳能电池薄膜电池又存在发电效率低的重要性能缺陷。兼具能效、环保、低成本的电池成为了该领域一直在寻求突破的方向。 而在这个过程中，金属卤化物钙钛矿太阳能电池被寄予厚望。这是一种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，其光电转换认证效率可以达到26.1%，时毫不逊色与单晶硅电池，同时原材料丰富、无毒，是第三代太阳能电池中具有代表性的一位。但是这种电池有一个比较严重的缺陷——稳定性。简单来说，由于电池稳定性较差，导致其无法进行长期稳定的工作，这与太阳能电池所需要应对的环境相悖。甚至可以说，解决稳定性问题，是让钙钛矿太阳能电池从“新概念”变“可用”的关键之一。 而昆明理工大学似乎找到了突破口。据悉，昆明理工大学材料科学与工程学院教授团队提出了一种多齿配体增强的螯合策略。团队采用膦酸酯修饰埋底界面，并减轻了界面残余拉应力，促进钙钛矿结晶，降低影响电池性能的界面能垒。并且该策略能够适用于不同的钙钛矿组分，具有很好的普适性。 根据相关报道内容显示，由于显著减少了非辐射复合和显著提高的界面接触，因此膦酸酯修饰的器件实现了24.63%的功率转换效率，而这一成果也被媒体称之为“空气环境制备器件最高效率之一”。 不过这只是金属卤化物钙钛矿太阳能电池走向实用的一小步，吸收层中含有可溶性重金属铅、理论研究还需要进一步完善等现阶段的研究难点，都会是阻碍其普及的制约因素。但乐观来说，从“可用”到“实用”，或许这段路并不需要走太久。 延伸阅读：关于第三代电池面临的挑战 实际上，太阳能电池的发展根本问题集中在能量效率和产电成本上，第三代光伏电池综合考虑了多重能量阈值、低成本的制备方法、丰富无毒的原材料等，许多问题也是在新材料的尝试中发现的。客观来说，金属卤化物钙钛矿太阳能电池只是第三代大家族中的一员，而实事求是的分析来看，几乎每一位入选第三代的光伏电池，都有很大潜力。从长期发展来看，或许这些用来解决新电池问题的技术本身才是第三代太阳能电池中更有意义的那部分，又或者说把这些新概念电池结合起来利用才是更有可能的未来。但是能够确定的是，第三代光伏电池的理论概念及其工艺实现方法是当今光伏电池研究领域的热点，同时也将是给能源带来转折点的一个伟大契机。
