苏州大学的研究人员表示，当今的商用太阳能电池板可以将其吸收的约 15% 至 20% 的阳光转化为电能，但效率可能要高得多。他们表示，下一代太阳能电池已经表现出 26.1% 的效率，但需要更具体的研究方向才能使这种效率成为标准并超越它。
他们于 2 月 4 日发表了对高效钙钛矿太阳能电池研究现状的评论以及对能源材料和设备未来工作的建议。
“金属卤化物钙钛矿太阳能电池是一种新型的高性能太阳能电池。”第一作者、苏州大学物质科学与技术学院研究员曹丰仁说。“它们表现出优异的光电特性，并具有高效率和低成本的潜力，使它们成为未来太阳能应用的有希望的候选者。”
这些太阳能电池中的金属卤化物钙钛矿是一种类似钙钛氧化物的有机材料，作为光吸收半导体来捕获入射阳光并将其转化为能量。
“钙钛矿太阳能电池效率很高，在实验室条件下超过 26%;成本低，使用相对便宜的材料和简单的制造工艺;灵活性，因为它们可以在柔性基材(例如塑料或金属箔)上制造，从而能够开发轻质、柔性光伏设备;它们可以放大到更大的尺寸，”曹说。“它们作为下一代光伏技术具有非凡的潜力。”
然而，曹指出，只有少数研究团队开发出效率达到 25% 或更高的钙钛矿太阳能电池。
“在过去的几年里，人们采取了许多策略来提高钙钛矿太阳能电池的效率，”曹说。“但达到 25% 以上的效率还不常见。因此，在本文中，我们总结了高效钙钛矿太阳能电池的最新进展，并重点介绍了它们在晶体调控、界面钝化和组件层结构设计方面的有效策略。”
曹表示，这些策略可以有效解决低效率的主要原因，即制备工艺引起的缺陷和不合适的能带结构。能带结构是指材料中电子的能级：太低，电池无法正确或有效地将阳光转化为能量，太高，电池面临同样的问题。
曹还指出，其他类型的太阳能电池可以组合起来构建“串联太阳能电池”，这些电池可以一起工作以打破单一类型太阳能电池的效率限制。此外，曹说，需要优化较大元件的制造方法，以达到与制造小于十分之一平方厘米的小面积的方法相同的效率。
曹说：“我们相信钙钛矿太阳能电池是最有前途的太阳能电池之一，这些努力将确保它们在未来能够商业化和工业化。”他解释说，额外的研究还将解决诸如缺陷耐受性和缺陷耐受性等挑战。与稳定性有关的问题。“钙钛矿太阳能电池的未来非常令人兴奋，进一步发展的潜力是巨大的。”
其他贡献者包括苏州大学物质科学与技术学院、能源转换材料与物理中心、江苏省薄膜重点实验室的卞刘康和李亮。曹还隶属于苏州大学江苏省先进负碳技术重点实验室。
该工作得到国家自然科学基金委和江苏省高等学校优势学科建设项目的支持。
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