国内外四位大牛联手Science:钙钛矿太阳能电池的商业化挑战

【引言】

杂化有机无机钙钛矿太阳能电池（PSCs）是一种具有巨大应用前景的新兴光伏器件。这类器件的光电转换效率（PCE）依然在不断提高，，其材料组成均是获得成本较低的原料，简单的溶液法制备过程也为商业化应用提供了基础。然而，随着这一光伏技术日臻成熟，对器件更加高效的科研追求与商业化可行性的技术层面（如长期稳定性和扩大生产）之间的相互影响和牵制作用已经显现。因此，如何克服两者之间的复杂关系是推进PSCs实际商用的关键挑战。

【成果简介】

近日，韩国蔚山国家科学技术大学的Sang Il Seok、美国科罗拉多大学的Michael D. McGehee、加拿大多伦多大学的Edward H. Sargent以及华中科技大学的韩宏伟（共同通讯作者）等人合作撰写了一篇综述，总结了PSCs领域的最新科研进展以及其在商业化道路上依旧存在的诸多挑战。PSCs自发展以来其光电转换效率不断提高，2009年的时候这一器件的PCE只有3.8%，随着今年来相关技术的迅猛发展PSCs的效率记录不断被打破，如今文献报道的PCE可以达到23.3%。然而，虽然器件效率在实验室里不断创造新高，PSCs的稳定性和扩大生产的挑战依然是商业化道路上最需要克服的挑战。近来，在温度55℃、功率为1kW/m²的照明作用下PSCs的寿命可达到1000小时左右，根据测算，这一辐照强度相当于能够在大多数欧洲国家提供10年的户外使用期限。另一方面，PSCs的扩大化生产也在稳步发展中。目前，光伏公司已经制备出大面积介观PSCs模块原型并开始着手生产这一类型的大面积PSC模块。近年来，光伏市场依旧处在扩张状态，这也意味着继续降低每瓦功率的成本是非常必要，这也要求光伏器件的效率和使用寿命都能有所提高，以此推进PSCs的商业化进程。2018年9月21日，相关成果以题为“Challenges for commercializing perovskite solar cells”的综述文章在线发表在Science上。

【图文导读】

图1 PSCs中的化学成分

图2 不同器件构造的PSCs的操作稳定性

图3 提高钙钛矿吸收层（Absorbers）稳定性的策略

图4 钙钛矿太阳能电池模块

文献链接：Challenges for commercializing perovskite solar cells（Science, 2018, DOI: 10.1126/science.aat8235）

本文由材料人学术组NanoCJ供稿，材料牛编辑整理。

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