分层技术,极大提高了太阳能电池的效率和性价比

钙钛矿/硅串联太阳能电池是下一代光伏技术的有力竞争者，它能以极低成本提高模块效率。

太阳能的未来充满光明。《科学》杂志报道，美国科罗拉多大学博尔德分校的研究人员采用分层电池技术和独特的元素组合，制造了一种低成本、高效率的太阳能电池。

化学与生物工程学教授、可再生和可持续能源研究所(RSEI)研究员Michael McGehee说：“我们开发的产品为年销售额近300亿美元的产业做出了贡献，我们让产品性能提升了30%。”

研究人员将钙钛矿太阳能电池与硅太阳能电池结合起来，使太阳能电池组能捕捉更多的光子，从而将硅太阳能电池的效率由21%提高到了27%。多年来，硅太阳能电池一直是太阳能行业的佼佼者。然而它对太阳能的平均转化效率只有18%~21%。McGehee表示，这意味着电池的安装成本高于购买成本。

太阳能电池板的平均效率始终低于最高效率——无论单个太阳能电池的性能有多优异，如果平均效率偏低，太阳能电池板的总体性能就不会太理想。如果研究人员能提高整体效率，那么用户就不需要安装太多的太阳能电池板，也能获得同样多的能量。

McGehee等采用的策略是，在现有太阳能电池上再加上一块太阳能电池。串联电池(多节电池)这个概念其实并不新鲜，早在20世纪70年代，研究人员就已经将其引入了太阳能电池中，使电池效率达到了惊人的45%。然而，它的代价也是非常高昂的：每平方米电池板的造价高达8万美元，这不是普通用户或者或企业能够承受的成本。

McGehee等作为层状太阳能电池新方向的先行者，通过使用钙钛矿材料将串联电池的成本降低至百分之一，并通过技术创新，使效率提高到26%。他们的秘密配方中的核心是一种独特的三卤代合金。通过优化氯、溴和碘的比例，研究人员找到了缩小晶体结构的方法，让更多的氯元素能够适应于稳定和提高电池效率。

每年，太阳能市场以约30%的速度快速增长，效率、成本和寿命成为影响该领域新技术应用的主要因素。McGehee等开发的新型太阳能电池不仅成本很低，而且稳定性较好——即使经过1000小时的强化光、热测试，其初始效率也只有很小的变化。因此，McGehee对这种宽禁带、层状钙钛矿太阳能电池的发展充满信心。他说：“它已经超过了纯硅太阳能电池的最高效率。我们相信它的效率有望突破30%。”