寻找可靠、环保的能源至关重要，因为我们的世界正在努力应对日益增长的能源需求和应对气候变化的迫切呼吁。太阳能提供了一个解决方案，科学家们正在设计更有效的材料来捕捉阳光。
钙钛矿太阳能电池已经成为传统硅太阳能电池的一个有前途的替代品，具有许多优点。但处理这些材料一直是一件复杂的事情。
现在，加州大学圣巴巴拉分校的研究人员已经开发出一种在室温下制作高质量钙钛矿薄膜的方法。该团队的创新不仅简化了生产过程，还将材料的效率从20%以下提高到24.4%。细节发表在《焦耳》杂志上。
钙钛矿是一类以其特殊晶体结构为特征的材料，以钙钛矿为例。与硅基太阳能电池相比，由这种材料制成的太阳能电池具有许多优点。它们重量轻，柔韧，可以像喷雾剂一样使用，也可以像墨水一样打印。钙钛矿太阳能电池的生产也具有比硅光伏电池更小的碳足迹的潜力，硅光伏电池需要高温和洁净室环境。
也就是说，生产这些电池需要高温退火和棘手的后处理步骤，这大大减慢了制造速度，并且很难将它们融入日常用品中。这些因素阻碍了钙钛矿在大规模生产中的应用，使其不太环保。
通过微调材料的化学成分，作者开发了一种钙钛矿墨水，可以更有效地产生高质量的薄膜。
“我们的方法遵循与传统方法相同的程序，除了省略了两个最耗时的步骤:热退火和后处理，”共同主要作者、加州大学圣巴巴拉分校的博士后研究员Ahra Yi说。更简单的制造技术也能更好地与标准制造工艺相匹配，并减少了整体能源消耗，从而降低了二氧化碳排放。
更重要的是，这种新材料的性能优于使用高温工艺制造的电池。“我们优化的钙钛矿太阳能电池实现了24.4%的显着效率，超过了以前的限制，室温处理设备的效率低于20%，”共同主要作者和UCSB博士生Sangmin Chae说
新的手术过程也非常温和。为了证明这一点，研究小组在新鲜的叶子上制备了一层钙钛矿层，这是以前的高温工艺无法实现的壮举。“我们认为这个选择既引人注目又具有象征意义，因为太阳能电池模拟了树叶的光合作用过程，”易说。
这种多功能性开辟了广泛的可能应用。它非常适合灵活的室内和室外发电。
“通过我们的方法，我们现在可以考虑开发具有自由形状设计的高效太阳能电池，能够为不断增加的可穿戴电子设备，传感器，显示器，安全摄像头，物联网(IoT)设备供电，等等，”资深作者，UCSB聚合物和有机固体中心主任Thuc-Quyen Nguyen教授说。
更多信息:Ahra Yi等人，室温处理的钙钛矿太阳能电池效率超过24%，焦耳(2024)。引文:高性能太阳能电池的低能耗工艺可以简化制造过程(2024,5月8日)从https://techxplore.com/news/2024-05-energy-high-solar-cells.html检索2024年5月8日此文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
