高效太阳能电池终于实现了无铅化

自2009年钙钛矿太阳能电池问世以来，其发展一直倍受科学家关注。钙钛矿太阳能电池的效率(28%)比其他类型的太阳能电池效率(15%~18%)高得多。然而，商用钙钛矿材料还存在重大缺陷：稳定性差，含有对健康不利的水溶性铅。

《自然·化学》杂志11月11日报道，美国普渡大学化学工程助理教授Letian Dou带领的团队开发了一种有机-无机结合的三明治结构钙钛矿材料，避免了铅的使用，并大大提高了稳定性。Dou说：“新结构非常令人兴奋。三明治结构和半导体量子阱非常相似，但它们的生产难度更低，对结构缺陷的耐受性也更好。”

半导体量子阱和超晶格是现代光电子技术的关键组件之一。然而，工程师们很难同时实现这类结构的无缺陷外延生长和化学成分、带结构微调。Dou的团队采用一种简单的处理步骤，实现了钙钛矿层的层间合并，得到了高稳定性的2D杂化钙钛矿。论文作者、博士后研究人员Yao Gao表示，新型有机-无机混合钙钛矿材料不仅具备优越的性价比，还为其他功能混合材料的设计提供了借鉴。他说：“很多科学家已经证实，太阳能电池是能够非常高效的。在新技术的帮助下，我们可以从本质上提升钙钛矿材料的稳定性。此外，不再使用高毒性的铅，使新材料更加绿色安全，从而能用于生物电子传感器的制造。”