陳根：新方法制造太陽能電池，價格低廉、更輕便_風聞

文/陳根

雖然世界上許多地方的太陽能發電成本，開始與化石燃料發電價格持平，但太陽能資源仍只佔世界電力總量的一小部分。因此，將太陽光轉換為電能或光伏電池，在全球太陽能發電方面擁有巨大潛力。但是，目前市場上的太陽能電池大多使用的是硅，與傳統的電源相比，其製造成本更加高昂。

近日，沖繩科技大學研究人員開發了一種高效率的過氧化物，其不僅能夠有效降低太陽能電池成本，而且能使電池更輕便、更靈活。

在金屬鹵化過氧化物中，有一種必要的結晶粉末，叫做FAPbI3，它可以形成金屬鹵化過氧化物的吸收層。**之前，該吸收層需要通過結合PbI2和FAI兩種材料來製造，由此發生反應產生FAPbI3。**但這種方法往往容易導致一種或兩種原材料殘留。在一定程度上，就會阻礙太陽能電池的效率。

針對這一短板，研究人員使用工程方法將粉末轉化為結晶粉末。原材料PbI2參與其中，但增加了將混合物加熱到90攝氏度，仔細溶解並過濾掉所有殘留物這一步驟。這可以使得所產生的粉末質量更高，結構更完美。

此外，這道步驟還能使****過氧化物的穩定性在不同的温度下有所提高。當過氧化物的吸收層從原始反應中形成時，它可以在高温下保持穩定。然而，在室温下，它就會從棕色變成黃色，這對於吸收光線來説並不理想。但增加了這一工序後，就算在在室温下，其也是棕色的。

通常情況下，典型的硅基太陽能電池板效率集中在20%到22%區間。之前，研究人員創造過效率超過25%的過氧化物基太陽能電池，但是，要將這些新的太陽能電池移出實驗室，是個挑戰。

**一般情況下，實驗室規模的太陽能電池都****很小，**每個電池的尺寸大約只有0.1平方釐米。大多數研究人員專注於這些尺寸，因為它們更容易創建。但就應用層面而言，現實中所需要的太陽能模塊體積要大得多。

另外，太陽能電池的壽命也是值得注意的方面。雖然之前的太陽能電池已經達到了25%的效率，但其壽命最多隻有幾千小時。在這之後，電池的效率就會下降。

該研究中使用的合成結晶的過氧化物粉末，**在太陽能電池的製造中不但實現了超過23%的轉換效率，而且壽命超過了2000小時。**甚至當他們擴大到5x5cm2的太陽能模塊，依然可以取得超過14%的效率。

總的來説，該研究創造了一種相對較新的材料——金屬鹵化過氧化物。當其處於太陽能電池的中心時，過氧化物的晶體結構能將光轉換為電，且成本比硅低得多。此外，基於過氧化物的太陽能電池可以使用剛性和柔性基材來製造，除了價格更加低廉之外，它們還更輕便、更靈活。