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晶硅電池的光電轉(zhuǎn)換效率理論上限在30%左右，要突破該制約，鈣鈦礦電池成為重要的探索方向，也因此吸引了包括騰訊、寧德、碧桂園、長(zhǎng)城等跨行業(yè)巨頭紛紛入局。

鈣鈦礦電池?fù)碛懈吖馕障禂?shù)、超長(zhǎng)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度、低激子結(jié)合能、高缺陷容忍度、帶隙可調(diào)、制備工藝多樣等優(yōu)勢(shì)；但也面臨諸多挑戰(zhàn)，如穩(wěn)定性、材料、環(huán)境影響等。

此前，我們看到比較多的改善性能和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)工藝的方案多體現(xiàn)在先進(jìn)設(shè)備上，相對(duì)來(lái)說(shuō)，專(zhuān)注于鈣鈦礦層前體材料的方法較少，但事實(shí)上，鈣鈦礦太陽(yáng)電池的好壞取決于其中的材料。

比如，碘化鉛粉，它的質(zhì)量是鈣鈦礦電池效率的關(guān)鍵之一。近日，中國(guó)臺(tái)灣的科學(xué)家們展示了一種生產(chǎn)高純度碘化鉛的新方法，這種高純度碘化鉛可以作為一種鈣鈦礦太陽(yáng)電池的前體材料。

在使用前體材料來(lái)制造鈣鈦礦層及之后的太陽(yáng)電池時(shí)，通過(guò)利用溫度實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體方向的更好控制，從而獲得更高的效率。

臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究院的一組科學(xué)家致力于制造碘化鉛(PbI2)，這是迄今為止，在所有已生產(chǎn)的最佳鈣鈦礦太陽(yáng)電池中的一種元素。在早期研究的基礎(chǔ)上，這些科學(xué)家的研究表明，一旦這種材料被集成到太陽(yáng)電池中，其純度和構(gòu)成可能成為影響性能的一個(gè)關(guān)鍵因素。

最近發(fā)表在《RRL Solar》上的、名為《一種控制碘化鉛結(jié)晶優(yōu)先取向以實(shí)現(xiàn)高效、大面積鈣鈦礦太陽(yáng)電池的新方法》的文章描述了他們的發(fā)現(xiàn)。

該小組的最新工作證明了碘化鉛的晶體結(jié)構(gòu)和方向最終會(huì)如何對(duì)電池性能產(chǎn)生重大影響。研究人員還介紹了一種在合成過(guò)程中利用溫度實(shí)現(xiàn)控制的簡(jiǎn)單方法。


當(dāng)制成電池時(shí)，在120攝氏度的較高溫度下合成的PbI2表現(xiàn)最好，這一溫度會(huì)帶來(lái)所需水平面的更多增長(zhǎng)。使用PbI2在25攝氏度下制造的電池的平均效率只有8.8%，而使用120攝氏度處理材料制造的電池的平均效率達(dá)到17%，該批次中的一個(gè)冠軍電池的測(cè)量結(jié)果為17.96%。

這些電池的面積被放大到3.68cm2，實(shí)現(xiàn)了16.08%的效率。小組認(rèn)為，這種方法具有強(qiáng)大的潛力，可用于研究面積更大的設(shè)備。

原標(biāo)題：最高17.96%！大面積鈣鈦礦太陽(yáng)電池新方法