钙钛矿型太阳能电池是什么原理

钙钛矿太阳能电池，科学家们在最新研究中发现，一种钙钛矿结构的有机太阳能电池的转化效率或可高达50%，为目前市场上太阳能电池转化效率的2倍，能大幅降低太阳能电池的使用成本。相关研究发表在最新一期的《自然》杂志上。

尽管研究团队还没有演示以新材料为原料制造的高效太阳能电池，此项研究已成为此前诸多研究强有力的补充，证明了拥有独特晶体结构的钙钛矿有望改变太阳能产业的面貌。当前市场上占主流的太阳能电池以硅和碲化镉为材料，达到目前的转化效率历时10多年而钙钛矿只花了短短4年时间的研究，有鉴于此，即使业界保守人士也对钙钛矿非常看好。

该研究的领导者、宾夕法尼亚大学能源创新研究中心联合主任安德鲁˙阿姆表示，以新式钙钛矿为原料制造的太阳能电池能将大约一半的太阳光直接转化为电力，为目前的2倍，因此，只需一半太阳能电池就可提供同样的电力，这将大大减少安装成本，从而让总成本显著降低。

另外，阿姆说，与传统太阳能电池材料不同，新材料并不需要电场来产生电流，这将减少所需材料的数量，产生的电压也更高，从而能增加能量产出而且，新材料也能很好地对可见光做出反应，这对太阳能电池来说意义重大。

研究人员也证明，新材料稍作改变就能有效地将不同波长的太阳光转化为电力，科学家们可借此制造出拥有不同层的太阳能电池，每层吸收不同波长的太阳光，从而显著提高能效。

不过，有专家则强调，尽管这些属性非常有用，但阿姆团队要想制造出可用的钙钛矿太阳能电池还有很长的路要走。首先，这种太阳能电池产生的电流很低。斯坦福大学的材料科学和工程学教授迈克尔˙迈克吉最近也表示：“钙钛矿太阳能电池在面市之前，还需要解决多个问题，其中之一就是，钙钛矿的储量并不充足。”[1]

钙钛矿太阳能电池前景很不错

太阳能电池将阳光转换为电能，长期以来一直是全球可再生能源愿景的一部分。虽然单个电池非常小，但当升级到模块时，它们可以用来为电池和电灯充电。

如果并排放置，总有一天，它们可以成为建筑物的主要能源.但是目前市场上的太阳能电池使用的是硅，与传统的电源相比，硅的制造成本很高。

这就是另一种相对较新的材料进入金属卤化物钙钛矿的地方。当嵌套在太阳能电池的中心时，这种晶体结构也能将光转换成电能，但成本要比硅低得多。

此外，钙钛矿基太阳能电池可以使用硬质和更薄的基板制作，因此，除了成本更低之外，它们还可以更轻、更灵活。但是，为了具有现实世界的潜力，这些原型需要在尺寸、效率和寿命上得到提高。

现在，在一项新的研究中，发表在纳米能由冲绳科技研究生院的齐亚彬教授领导的能源材料和表面科学部门的研究人员已经证明，以不同的方式创造钙钛矿所需的原料之一可能是这些细胞成功的关键。

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