关于有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率解析

在现在的生活中，太阳能产品处处可见，人们用太阳能煮饭，还有太阳能热水器等等，无处不见太阳能产品，当然，最重要的还是太阳能发电，但是目前的技术并不能让人们很好利用太阳能发电。

自19世纪50年代以来，硅一直是太阳能电池中使用的主要半导体材料，因为硅的半导体特性与太阳光线的光谱非常吻合，并且相对丰富且稳定。但是，常规太阳能电池板中使用的硅晶体需要昂贵的多步骤制造过程，耗费大量能量。在寻找替代物时，科学家利用钙钛矿的可调性来制造具有与硅相似性质的半导体。

上海科技大学物质学院陈刚团队选用烷基胺盐对三维无甲胺钙钛矿薄膜表面进行后处理，在钙钛矿和电荷传输层之间构筑界面层，提升无甲胺钙钛矿太阳能电池的光伏性能。

香港城市大学的研究团队近年来一直在探索提高全无机钙钛矿光电转换效率的方法。他们在制备钙钛矿的过程中添加了特制的小分子6T1C-4F。

利用同步辐射掠入射X射线衍射、紫外光电子能谱、紫外—可见吸收光谱以及荧光光谱等技术，全面研究界面层的结构和组成，并从缺陷钝化效果、能级匹配和薄膜疏水性等方面探讨界面层的结构和组成与器件性能的关系。

研究结果还显示，在连续照射350小时后，电池的能量转化效率只下降了约15%。这说明添加6T1C-4F以钝化钙钛矿的表面，不仅能保护钙钛矿的表面免受湿气、氧气和光线的侵蚀，而且结晶的颗粒增大了，能有效减少晶界缺陷及电流流失，使得全无机钙钛矿电池的光电转换效率和稳定性均有所提高。

2012年，研究人员首先发现了如何使用卤化钙钛矿作为光吸收层来制作稳定的薄膜钙钛矿太阳能电池，其光子至电子的光转换效率超过10%。从那时起，钙钛矿型太阳能电池的太阳光-电能转换效率猛增，实验室记录为25.2%。研究人员还将钙钛矿光伏电池与常规晶硅电池结合在一起，这些“硅-钙钛矿”串联电池的记录效率目前为29.1%(超过常规硅电池的27%的记录)，并且还在迅速上升。随着电池效率的迅速提高，钙钛矿光伏电池和钙钛矿叠层串联太阳能电池可能很快成为传统晶硅光伏电池的廉价，高效替代品。

太阳能虽然可以产生很大能量，但是现在的技术还不足以保证人类所有的运转，这就需要我们保护能源，从自己做起，从身边的点滴做起，节约能源，是我们人类每一个人应尽的责任。