太阳能革命：未来的钙钛矿电池！

太阳能革命：未来的钙钛矿电池！

光伏新材料的研究正在蓬勃发展。钙钛矿被认为是传统硅太阳能电池的经济高效替代品，特别有前途。这些发现来自埃尔兰根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学 (FAU) 的研究人员，他们正在纽伦堡能源校区 (EnCN) 深入研究钙钛矿材料中的电流。钙钛矿电池有潜力带来太阳能革命。

钙钛矿太阳能电池有几个优点。与基于能源密集型硅半导体的传统太阳能电池相比，它们的生产成本更低。它们还实现了超过 26% 的高效率，并表现出对缺陷的高容忍度。这种特性使它们即使在晶体结构存在缺陷的情况下也能保持其光电特性。然而，使用铅作为这些电池的成分也是一个明显的缺点，因为它会带来环境和健康风险。

长期稳定性研究

当前研究的一个中心主题是钙钛矿太阳能电池的长期稳定性。由 Antonio Abate 教授领导的国际团队进行了一项研究，以调查极端温度循环对这些材料的影响。该研究的实验部分涉及-150°C至+150°C之间的温度变化，模拟极端条件下微观结构的行为以及细胞层之间的相互作用。该结果最近发表在《自然评论材料》杂志上。

研究人员发现，热应力在金属卤化物钙钛矿的降解中起着至关重要的作用。这些电池可以实现高达 27% 的效率，但它们在户外使用中的长期稳定性被认为是值得怀疑的。理想情况下，太阳能组件应能提供至少 20 至 30 年的稳定产量，以实现经济可行。

改进所需的步骤

为了提高实际条件下的稳定性，FAU 研究人员正在制定半导体连接的缺陷容限标准。钙钛矿电池的制造工艺可以通过改善晶体质量以及适当的缓冲层来优化。为了更好地了解户外使用的挑战，还需要采用标准化测试协议来确定温度变化期间的稳定性。

总之，钙钛矿的研究为低成本、持久的太阳能电池提供了一个有前景的前景，可以更容易地适应各种应用。尽管存在挑战，特别是在长期稳定性和铅含量方面，但这些技术的有针对性的进一步发展对于光伏发电的未来方向可能至关重要。 FAU 研究人员正在致力于对环保材料做出可靠的预测，以找到长期解决方案。