使用钙钛矿涂层的太阳能面板可将能源转化效率提高两倍

太阳能行业可能正在迎来半个多世纪以来最大的一次变革。

有研究者将一组被称作钙钛矿的材料作为涂层用于制造新一代太阳能电池板，其光电转换效率很可能是现在同型号光伏电池板的两倍，且具有很好的柔韧度，可以将整座建筑都包覆起来。

自从贝尔实验室在1950年代研发出世界上第一块光伏电池板以来，以硅为主要材料的太阳能电池技术已经发展了整整70年，当年昂贵的材料成本已经得到了显著降低，且光电转化效率也上升到了今天的22%以上。

但与此同时，随着光电转换效率越来越接近硅材料的物理极限，如今硅太阳能电池的效率提升正在变得更加困难。于是，新材料的太阳能电池技术在近年来成为新的热点。

2018年，发端于牛津大学的Oxford PV公司的研究员们，就在这方面取得了突破性进展。他们用钙钛矿作为硅的涂层，成功达到了28%的转化率。

这家公司的研究人员称，运用此种方法，效率的提升将不止于此，最终可以达到40%，甚或更高。

性能提升后，除了能使用更少的面板产出更多的电能，大大降低了整体成本，还减少了对土地的使用，人力以及配套设施方面的投入。

“如果新一代能源都想采取光伏发电的话，那么我们就需要坚持不懈地努力以使其降低价格，”

牛津大学物理学家同时也是Oxford PV公司联合创始人的Henry Snaith对CNN商业报道表示，降低太阳能发电成本的其中一种方法就是持续提升电池的功效或者扩大组件的能源产出能力，这刚好是钙钛矿可以发挥作用的地方。

据介绍，Oxford PV公司运用的是一款人造版本的钙钛矿，它的原料在地壳里储量丰富并且价格实惠，其他公司用的是原版矿物质的其他变种，但所有这些材料都统一称为钙钛矿。

除了提升了太阳能发电的效率以外，新的太阳能电池板在遮挡物下、阴天和室内环境下也比硅材料电池工作得更好。更重要的是，这种钙钛矿的涂层不仅可以用喷墨打印机打印出来，而且其厚度还薄如墙纸。

“在未来数十年内，全部使用钙钛矿的太阳能涂层可以更高地提升转化效益，降低太阳能设备的重量和运输成本。”能源专家Varun Sivaram说，他是《驯服太阳：那些驾驭太阳能和为这个星球提供能源的发明》一书的作者，同时也是Snaith的同事，目前也在牛津大学从事研究工作。

他提到，如果这项技术持续进化，钙钛矿可以以喷绘或包裹的形式覆盖柔性材料的表面，这种半透明的太阳能涂层甚至可以用来包覆整座建筑物。

Oxford PV公司计划明年初由一家位于德国勃兰登堡的工厂开始生产这种涂有钙钛矿涂层的硅材料电池。这家公司预计，这种新一代太阳能电池面板可以为用户平均节省最多1000美元的太阳能装置的置办和安装费用。

而另一家致力于研发钙钛矿太阳能设备的公司——位于华沙的Saule Technologies，在其华沙的新工厂已经开始运用喷墨打印机打印钙钛矿太阳能电池了。

Saule Technologies在明年早期将会为瑞典建筑公司Skanska Group供货，使得后者很可能成为将打印太阳能电池商业规模用于建筑外墙面的首家开发商。

Saule Technologies的联合创始人Olga Malinkiewicz认为：“钙钛矿注定会成为能源领域的游戏规则改变者，因为它能在所有的光照条件下工作。”

“而且它还具有高度的柔韧性并且可以弯曲折叠。” Olga总结说，“钙钛矿是一种绝妙的材料，建筑工程师们会爱上它的。”