如果人类和能源问题之间是一场赛跑,那么太阳能电池研究就像是百米飞人大战,小数点后的每一个数字,都是科学家争夺的焦点。一直致力于新型钙钛矿太阳能电池研究的西湖大学王睿团队,又一次在小数点后实现了突破。


  日前,《自然》杂志在线发布王睿实验室最新研究成果,他们找到一种新的甲脒铅碘钙钛矿取向成核方法——加入一种叫“戊脒”的“添加剂”,就可以带来更好的结晶度、更低的缺陷,也意味着更高的光电效率和更强的稳定性,为钙钛矿太阳能电池的转化效率拓展出更大空间。


  “明星材料”钙钛矿稳定性不足


  关于太阳能电池,大家的第一印象是,在中国很多城市和村落随处可见的“蓝色屋顶”,那是硅太阳能电池,已出现很多年。为什么科学家们还要努力研究钙钛矿太阳能电池?


  近年来,钙钛矿电池在实验室实现单片小面积的光电转化率达到25%甚至更高,堪比硅太阳能电池40年的发展速度。理论上,钙钛矿太阳能电池通过叠层方法,光电转化率可以超过40%,并且与硅太阳能电池材料相比,更轻薄、高效、低成本,甚至可以是柔性的。想象一下,未来像刷墙漆一样,在建筑物外面涂上钙钛矿太阳能电池,就能给房子供电。


  但这种被科学家寄予厚望的“明星材料”,却有一个致命缺陷,即稳定性不足,在低温下形成,也容易在低温下分解,且怕水怕氧。因此王睿实验室内大部分的操作,需要在手套箱里完成,那里充入了氮气,隔绝了水和氧。


  “我们的任务就是对症下药,提高钙钛矿太阳能电池的转化率和稳定性,直至它能真正进入并改变人类生活。”王睿说。


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