钙钛矿光伏电池发展现状

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1、钙钛矿光伏电池发展现状2012171010024黄海超近年来，为了解决日益严峻的能源和环境问题，人们把目光投向了新能源的开发和利用上。在各种新能源技术中，光伏发电无疑是最具有前景的方向之一。传统的硅基太阳能电池虽然实现了产业化，有着较为成熟的市场，但其性价比还无法与传统能源相竞争，并且制造过程中的污染和能耗问题影响了其广泛应用。因此，研究和发展高效率、低成本的新型太阳能电池十分必要。在众多的新型太阳能电池里,钙钛矿薄膜太阳能电池近两年脱颖而岀，吸引了众多科研工作者的关注，还被《Science》评选为2013年十大科学突破之一。钙钛矿薄膜太

2、阳能电池的光电转化效率在5年的时间内从3.8%迅速提高到经过认证的16.2%（截止到2013年底），把染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池等新型薄膜太阳电池甩在了身后。虽然我们已经能够量产转换效率高达25%的晶硅太阳能电池，以及转换效率17%的CIGS（铜钢镣锡）太阳能电池，但我们应该意识到，这些太阳能电池在产生清洁能源时，其生产成本并不低，在原料生产中也会造成一定的环境污染。而其他已量产的有机薄膜太阳能电池和有机无机杂化太阳能电池的转换效率则还停留在10%左右。钙钛矿太阳能电池不仅转换效率有明显优势，制作工艺也相对简单。实验室中常采用液相

3、沉积、气相沉积工艺，以及液相/气相混合沉积工艺制作。因此，更便宜、更容易制造的钙钛矿太阳能电池，很有可能改变整个太阳能电池的格局。今后，它的发电成本甚至有可能会比火力发电还低。不过，我们还不能急着向它“托付终身”，想要实现钙钛矿电池的巨大商业价值，目前还有3个难题急需解决：1、有毒。钙钛矿电池材料含有铅，这是一种对人体和环境有极大危害的元素。美国西北大学已研发出一种用锡代替铅的钙钛矿太阳能电池，不过这种电池的转换效率还只有6%。这种电池还处于研发初级阶段，效率在未来还有提升空间；2、不稳定。钙钛矿中的铅容易氧化挥发，而当晶体遇水时则易分解

4、。如果我们使用钙钛矿电池发电，它很有可能渗出流到屋顶或土壤中，对环境产生威胁；3、寿命不长。冃前，寿命最长的钙钛矿太阳能电池可达到1000小时，由华中科技大学和洛桑联邦理工学院合作研发。而传统晶硅电池寿命一般可达到25年，比钙钛矿电池长得多。钙钛矿薄膜太阳能电池具有诱人的发展前景。在现有技术基础上,进一步降低成本、提高效率和稳定性、推进其工业化，是其必然的发展趋势。钙钛矿薄膜太阳能电池发展面临以下几个方面的挑战：多孔支架层的低温制备和柔性化；廉价、稳定、环境友好的全光谱吸收钙钛矿材料的设计和开发；高效、低成本空穴传输材料的制备等。此外，如

5、何发展适合工业化生产的电池制备工艺也是十分必要的。因此，需要从事钙钛矿薄膜太阳能电池及其它薄膜太阳能电池研究的科研人员进行广泛交流与合作。钙钛矿太阳能电池必将以其优异的性能和低廉的成本而成为硅电池的有力竞争者，在未来能源结构中占有重要的地位。