大面积钙钛矿太阳能电池光电转换效率创新高

据物理学家组织网8日报道，澳大利亚新南威尔士大学科学家与UtmoLight公司合作，让一块30厘米×30厘米、孔径面积676平方厘米的钙钛矿太阳能电池实现了23.5%的光电转换效率，比此前基准高出0.6个百分点，创下大面积钙钛矿太阳能电池转换效率世界纪录。

这项世界纪录表明，钙钛矿太阳能技术即便放大到比实验室电池(通常面积约为1平方厘米)更大的面积，也能保持高效率，凸显其规模化制造和广泛用于太阳能组件的潜力。而且，最新进展不只是刷新一项效率纪录，更在于研究中使用的材料和器件，可从实验室电池走向工业应用。

钙钛矿被普遍视为极具潜力的下一代太阳能材料。它能把阳光高效转化为电能，又有着低成本制造的前景。一个被看好的研究方向，是让它与传统硅电池叠成串联太阳能电池。二者各取太阳光谱的不同波段，协同把更多阳光变成电能。未来，钙钛矿有望作为附加层，越来越多地叠在现有硅电池之上，让制造商不必等比例扩大面积，也能提高发电量。

然而，钙钛矿尚难胜任广泛的光伏应用。一旦暴露于湿气、热量和长期日照，它会降解，这给长期稳定性、耐久性和可靠的大规模制造带来巨大挑战。此外，钙钛矿组件越大，越要在大面积上精准控制组件的均匀性、结晶和缺陷情况，以及电气互联性等，从实验室小样品放大，步步都是难以逾越的坎。

另外，传统钙钛矿太阳能电池中，通常要使用一层氧化镍，以防短路。但氧化镍也会和钙钛矿发生不良反应，埋下不稳定隐患。

在最新研究中，团队以材料创新和不同的电池制造路径，省去了氧化镍层，不仅简化了工艺，而且提升了所得电池的光电转换效率。

团队计划在未来几个月制造面积2.8平方米的全尺寸组件，这正是商业光伏组件的尺寸，同时把效率测试推向更大规模，以进一步验证成果。他们期待更大的钙钛矿电池能达到18%至19%的效率，不过，要让这项技术得到广泛应用，仍需在效率、可重复性和长期稳定性上继续攻关。