摘要：太阳能电池，也称为光伏电池或 PV，吸收阳光，然后使用该能量发电。当组装成太阳能电池板时，这些电池可以产生足够的电力为家庭、学校或办公室供电，或将电力直接分配到电网中。

太阳能电池，也称为光伏电池或 PV，吸收阳光，然后使用该能量发电。当组装成太阳能电池板时，这些电池可以产生足够的电力为家庭、学校或办公室供电，或将电力直接分配到电网中。

尽管硅是太阳能电池中最常用的材料，但它并不是唯一的材料。事实上，其他材料有可能提供更高的效率、更多的多功能性和更好的成本效益。以钙钛矿为例，钙钛矿是一种材料类型，与由钛酸钙组成的矿物具有相同的晶体结构。

“当用作吸收材料时，钙钛矿已被证明能够产生高效电池，几乎与传统硅电池的效率相当，”牛津大学教授 Henry Snaith 说。

但是，钙钛矿电池如何与已经高效的硅电池竞争，而硅电池也受益于大规模生产呢？根据 Snaith 的说法，答案是追求更高的效率——这正是欧盟资助的 PERTPV 项目的目标。

钙钛矿电池具有硅表亲所没有的多功能性。“你可以改变钙钛矿的组成来吸收不同的光带，”Snaith 指出。“这意味着，你可以将两个或多个电池堆叠在一起，并吸收不同的阳光波段，而不是像硅那样在单一材料中吸收所有光。”

Snaith 继续解释说，这个特征很重要，因为不同的太阳光波段基本上携带不同水平的能量。“太阳能电池只能产生与它能够吸收的光带一样多的电压，”他说。“通过堆叠单元，您可以增加频段范围，从而增加电压和效率。”

目前，牛津大学的衍生公司 Oxford PV 正在将钙钛矿堆叠在硅上，商业产品将于明年上市。PERTPV 项目更进一步，将钙钛矿电池堆叠在钙钛矿电池之上。

“最终，我们的目标是在宽带和窄带隙钙钛矿电池上展示高效率，”Snaith 评论道。“反过来，这将使我们能够提供 30% 效率的串联电池，即钙钛矿堆叠在钙钛矿上。”

该项目已经看到了一些可喜的成果。例如，它的宽带隙钙钛矿位于堆栈顶部并首先获得阳光，仅次于其目标效率。研究人员还发现，由锡和铅的混合物组成的低带隙材料具有相对较好的稳定性。

根据 Snaith 的说法，挑战在于低带隙钙钛矿的效率。“这仍然在 18-19% 的效率范围内，我们真的需要将其提高到 23% 才能提供 30% 的效率串联电池，”他解释说。“以我们现在的效率，我们应该能够提供 25% 的高效电池，但我们需要进一步提高这个数字。”

除了开发技术本身外，该项目还解决了如何最好地制造串联钙钛矿电池的问题。“所有部分都已准备就绪，我们只需要将它们放在一起并交付，”Snaith 补充道。“但我有信心，当项目结束时，我们将交付一个高效的串联钙钛矿电池。”

尽管很难预测时间表，但 Snaith 表示，他可以看到多结钙钛矿电池将在未来 5 年内作为硅光伏电池的可行且可持续替代品进入市场。

“钙钛矿电池的开发是一个机会，可以让已经可持续的行业变得更好，这使得资助像 PERTPV 项目这样的研究变得非常重要，”Snaith 总结道。

来源：陈讲运清洁能源