新突破！钙钛矿太阳电池转换率已达15.5%

来自ARC激子科学卓越中心的研究人员最近证实，通过使用由钙钛矿材料制成的不同原型半导体太阳电池，太阳能玻璃的电力转换效率达到了15.5%和4.1%，其可见光透射率百分比分别达到了20.7%和52.4%。

这项工作由澳大利亚可再生能源局(ARENA)资助，研究成果发表在《先进科学》期刊上。研究重点在于探索在高层建筑和摩天大楼的窗户上使用太阳能的可能性，确定可以通过这种太阳能窗的更多可见光的范围。

实现10%的可视光穿透率

2020年，来自维多利亚州Monash大学和澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的研究人员打造了一个太阳能窗原型。这一原型配备了由钙钛矿材料制成的太阳电池，这种材料允许的可见光穿透和通过率为10%。来自澳大利亚研究所的专家实现了17%的转换效率，这些专家也是ARC中心的成员。

2020年的研究结论是，所取得的转换效率接近屋顶太阳能系统中使用的传统硅太阳电池的20%。研究注意到，由于硅太阳电池是不透明的，因此它们不适合用在窗户上。

铯和甲酰胺的作用

研究人员计划增加通过太阳电池材料的光量。来自这两个研究所的团队发现了一种铯和甲酰胺的组合，并将其引入到钙钛矿成分中。钙钛矿太阳电池在不同带隙条件下的性能有所提升。

与甲基铵同类产品相比，铯和甲酰胺混合的钙钛矿晶体改善了热稳定性。但是，碘化物缓释和相位分离导致了一定程度的光不稳定性。这两种元素的结合可以实现略微过高的AX。其中A是铯或甲酰胺，X是碘。

带隙是太阳能电池利用太阳光产生/输送电力的最小能量。在目前的研究中，混合元素的钙钛矿太阳能电池在持续加热和照明条件下表现出卓越的长期稳定性。

来自Monash大学的材料科学与工程系项目负责人Jacek Jasieniak表示："这项工作让实现高效、稳定的钙钛矿装置迈出了重要一步，这些装置也用于太阳能窗，可在很大程度上用于满足尚未开发的市场机遇的要求。"

目前，钙钛矿太阳电池是全球光伏产业的下一个突破口。来自不同机构的材料专家正在开展广泛研究以改进太阳电池的光透明度，提升功率转换效率。

来自新罕布什尔州Dartmouth Engineering公司的一个研究小组还开发了一种用于优化阳光-电力转换的快速印刷方法。研究人员称，在不影响可靠性的情况下，使用新印刷方法将太阳能电荷传输层的总处理时间加快了60倍。该技术将高速柔版印刷与快速退火的溶胶-凝胶油墨配对，使用小分子生产固体材料。

阿卜杜拉国王科技大学的研究人员还对钙钛矿太阳电池首次进行了湿热试验。该试验是在湿度为85%、温度为85摄氏度的受控环境下进行的。这种受控环境是模拟户外测试条件，用于评估腐蚀和分层等因素的理想方案。