贴上钙钛矿电池 可大幅提高硅类太阳能电池的转换效率

贴合在一起的两种太阳能电池的截面图。上为钙钛矿太阳能电池，下为CIGS类太阳能电池

美国斯坦福大学的研究人员发现，通过在现有太阳能电池上层叠使用钙钛矿材料的太阳能电池（钙钛矿太阳能电池），可以有效提高转换效率。相关论文已发表在学术期刊《EnergyampEnvironmentalScience》上。论文中指出，这项技术可以低成本提高硅类太阳能电池和CIGS类太阳能电池的转换效率。

钙钛矿材料是指3个元素或分子（A、B、X）的化学式为ABX3的晶体结构（钙钛矿结构）材料。A构成立方晶体，X位于立方晶体各面的中心、构成八面体，而B位于立方体与八面体共同的中心。由于A和B多为过渡金属，X多为氧原子，因此还表记为ABO3等。其中，钙钛矿材料的始祖钛酸钙（CaTiO3）就是这种结构材料的一个典型的例子。

最近，在太阳能电池上采用钙钛矿材料的技术备受关注。这是因为，在染料敏化太阳能电池的色素部分采用钙钛矿材料的钙钛矿敏化太阳能电池的转换效率在最近5年里迅速提高，有的开发品的转换效率甚至超过了20％。这种钙钛矿材料中，A为铅（Pb）、B为CH3NH3等有机分子、X为碘（I）等卤素元素这样的构成非常多。

斯坦福大学也尝试在现有太阳能电池上层叠由Pb和I构成的钙钛矿型太阳能电池，来提高太阳能电池的转换效率。钙钛矿材料层可通过涂布工艺形成，成本较低。因此，这样能以低成本提高转换效率。

斯坦福大学表示结果令人印象深刻。具体来说，在转换效率仅11.4％的硅类太阳能电池上层叠转换效率为12.7％的钙钛矿太阳能电池，其整体的转换效率提高到了17％。

另外，在转换效率为17％的CIGS类太阳能电池上层叠转换效率为12.7％的钙钛矿太阳能电池后，整体的转换效率提高到了18.6％。

层叠方法是机械叠层，也就是将各自独立的钙钛矿太阳能电池和现有太阳能电池的各单元贴合在一起。

斯坦福大学指出，层叠时的关键是如何使贴合面上的电极接近透明。具体方法是，用喷射法在PET薄膜上涂布银（Ag）纳米线，制成非常薄的Ag纳米线层，然后将其转印到钙钛矿材料层上，制成电极。（记者：野泽哲生）