美国科学家突破关键瓶颈 钙钛矿光伏电池低成本规模化生产指日可待
据报道，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory）的研究人员研发了一种全新的、更简单的方法来制造稳定的钙钛矿太阳能电池，克服了这种颇具前景的可再生能源技术大规模生产和商业化的关键瓶颈。
据研究人员所说，一种使用硫醇添加剂的新浸渍工艺可以制造出高性能的钙钛矿太阳能电池。该方法成本低廉，非常适合扩大到商业生产。这项研究成果已于近期被刊登在了著名科学期刊《焦耳杂志》（journal Joule）上。
该研究论文通讯作者、LANL实验室集成纳米技术中心的研究员Wanyi Nie指出，“我们的工作为在不久的将来实现低成本、高通量的大规模太阳能组件商业化生产铺平了道路。”
“我们通过两个微型模块来证明这种方法，它们达到了将太阳光转化为电能的领先水平，并大大延长了工作寿命。由于这种工艺简单且成本低，我们相信它很容易适应工业环境中的可扩展制造。”他补充说。
几十年来，钙钛矿光伏被看作是市场上常见的硅基光伏的有力竞争对手，前者更是在过去十年中成为一项备受期待的新兴技术。然而，由于缺乏解决该领域重大挑战的解决方案，商业化进程一直受到阻碍：将高效钙钛矿太阳能电池模块的生产从工作台到工厂车间的规模化。
该团队与国立台湾大学（NTU）的研究人员合作，发明了一种一步旋涂法，通过在过氧化物前体中引入磺烷作为添加剂，或通过化学反应生成过氧化物晶体的液体材料。然后与其他制造方法一样，将该晶体沉积在基底上。
新工艺使该团队能够生产出高产、大面积的光伏设备，这些器件能高效地利用阳光发电。这些钙钛矿太阳能电池也有很长的使用寿命。
具体而言，通过一种简单的浸渍方法，该团队能够在两个微型模块中沉积均匀、高质量的钙钛矿晶体薄膜，其中一个大约16平方厘米，另一个近37平方厘米，覆盖了一个很大的有效面积。在整个光伏组件区域制造均匀的薄膜对器件的性能至关重要。
研究人员指出，迷你模块的功率转换效率分别达到17.58%和16.06%，是目前报道的最高水平。功率转换效率是衡量太阳光转化为电能的效率。
对于其他钙钛矿制造方法来说，工业化规模制造的主要障碍之一是面积较小的加工窗口，即薄膜可以在基底上铺设的时间。为了得到均匀的结晶薄膜，并与下面的层很好地结合，沉积过程必须严格控制在几秒钟内。
在钙钛矿前体中使用磺烷可将处理窗口从9秒延长到90秒，在大面积上形成高结晶、紧凑的层，同时对处理条件的依赖性较小。磺烷法可以很容易地适应现有的工业制造技术，这有助于为商业化铺平道路。