研究描述了一种新型的全钙钛矿串联结构 太阳的 电池有潜力提供廉价且更有效的方式来利用太阳能发电
我们对不可再生资源的依赖 能源 煤炭、石油、天然气等化石燃料对人类和环境产生了巨大的负面影响。 燃烧化石燃料会加剧温室效应，导致全球变暖，破坏栖息地，造成空气、水和土地污染，并影响公众健康。 迫切需要建立可持续的技术，这有助于 功率 世界使用清洁能源。 太阳能 技术就是这样一种方法，它能够利用太阳光（最丰富的可再生能源）并将其转化为电能或电力。的有利因素 太阳的 能源在造福人类和环境方面在促进能源利用方面发挥了关键作用 太阳的 能源。
硅是常用的制造材料 太阳的 内的细胞 太阳能板 今天市场上有售。光伏发电过程 太阳的 电池可以将阳光转化为电能，无需额外使用任何燃料。硅的设计和效率 太阳的 由于制造和技术的进步，面板在过去几十年中得到了显着改进。光伏发电效率 太阳的 电池被定义为以阳光形式存在且可以转化为电能的能量部分。光伏效率和总体成本是光伏发电的两个主要限制因素 太阳的 今天的面板。
除了硅 太阳的 细胞，串联 太阳的 还提供使用特定电池的电池，这些电池针对太阳光谱的每个部分进行了优化，从而提高了整体效率。一种称为钙钛矿的材料被认为比硅更能吸收来自太阳光（即太阳光谱的另一部分）的高能蓝色光子。钙钛矿是多晶材料（一般是甲基铵三卤化铅（CH3NH3PbX3，其中X是碘、溴或氯原子）。钙钛矿很容易加工成吸收太阳光的层。早期的研究已将硅和钙钛矿结合成太阳能电池，即在硅电池上安装硅电池。顶部可以与钙钛矿电池一起吸收黄色、红色和近红外光子，从而使发电量几乎翻倍。
在发表于 科学 on May 3 researchers have for the first time developed all perovskites tandem solar cells which give efficiency of up to 25 percent. This material is called lead-tin mixed low-band gap perovskite film ((FASnI3)0.6 MAPbI3)0.4; FA for formamidinium and MA for methylammonium). Tin has the disadvantage of reacting with oxygen from air creating defects in the crystalline lattice which can disrupt movement of electrical charge in the 太阳的 cell thereby limiting cell’s efficiency. Researchers found a way to prevent tin in perovskite from reacting with oxygen. They used a chemical compound called guanidinium thiocyanate to significantly improve structural and optoelectronic properties of lead-tin mixed low-band gap perovskite films. The compound guanidinium thiocyanate coats perovskite crystallites in the 太阳的 absorbing film thus preventing oxygen from going inside to react with tin. This straightaway enhances efficiency of the solar cell from 18 to 20 percent. Also, when this new material was combined with conventionally used high-absorbing top perovskite layer, the efficiency further increased to 25 percent.
目前的研究首次描述了使用所有钙钛矿薄膜的串联太阳能电池的设计，这项技术有朝一日可以取代太阳能电池中的硅。 与硅和硅钙钛矿串联电池相比，这种新材料质量高、价格便宜、制造更简单、成本低。 与硅相比，钙钛矿是人造材料，基于钙钛矿的太阳能电池板柔韧、轻便且半透明。 尽管目前的材料需要一段时间才能超过硅钙钛矿技术的效率。 尽管如此，基于钙钛矿的多晶薄膜具有设计串联太阳能电池的潜力，该电池可以提供高达 30% 的效率，同时保持其他因素不受阻碍。 需要进一步研究使材料更坚固、更稳定且可回收，以减少对环境的影响。 太阳能行业是增长最快的行业之一，其最终目标是发现一种有前景的清洁能源替代品。
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来源（S）
Tong J. 等。 2019 年 Sn-Pb 钙钛矿中载流子寿命 >1 μs，可实现高效的全钙钛矿串联太阳能电池。 科学，364 (6439)。 https://doi.org/10.1126/science.aav7911
