近期,钙??矿太阳能电池 (Perovskite Solar Cells, PSCs) 的研究取得了重大进展,多项创新策略成功将其功率转换效率 (PCE) 与长期稳定性推向新高,为下一代太阳光电技术的商业化带来新希??。
钙??矿材料因其卓越的光电特性(如可调变的能隙、高载子迁移率)而备受瞩目,使其理论效率远超传统矽晶电池。然而,稳定性不隹和含铅的环保疑虑一直是其商业化的主要障碍。
然而科学家们研发出一种高效铅基钙??矿电池,透过缺陷钝化、抑制非辐射复合及优化载子传输管理等策略,单结铅基钙??矿电池的实验室效率已突破 26%,且在连续运作下的稳定性可超过 8 个月 (约 6,000 小时)。创新的技术还涵盖了可应用於穿戴装置的柔性电池、可双面发电的双面电池,以及在一般大气环境下制造的制程,大幅降低了生产成本。
此外,新的叠层太阳能电池 (Tandem Solar Cells)技术,透过将钙??矿电池与传统矽晶电池堆叠,可以更有效地利用太阳光谱,进而大幅提升效率。目前,钙??矿-矽晶叠层电池的认证效率已超过 32.5%,刷新了太阳能电池的效率世界纪录。此外,全钙??矿叠层电池的效率也已突破 28%,展现了巨大的发展潜力。
为解决铅的毒性问题,研究人员也在积极开发无铅钙??矿电池,例如以锡 (Sn) 为基础的替代方案。尽管目前无铅电池的性能和稳定性仍不及含铅电池,但透过使用绿色溶剂和特殊添加剂等方法,其性能正持续提升中。