美研发超高速钙钛矿制程,一分钟制出12公尺太阳能薄膜

钙钛矿太阳能身具转换效率高、制程相对简易与环保优势，但在实现规模商业化、更普及之前，得解决不稳定与加速制造速度等问题，以免跨不出「死亡之谷」，对此，斯坦福大学为加速钙钛矿电池发展，也研发出专用的「快速制造设备」，一分钟就可以制造出12公尺的钙钛矿薄膜。

斯坦福大学博士后Nick Rolston表示，钙钛矿太阳能正站在商业化与失败的交叉路口上，过去有好几百万的资金投入该技术，但如果可学家没有在3年内突破电池稳定性困境，未来可能就会以失败收场钱包逐渐见底。

钙钛矿太阳能电池是由便宜、丰富的碘、碳和铅化学物质制成的晶体，可以在水中以近沸点的温度下成长，与传统需要3千度高温精炼的硅晶太阳能电池相比，所需能源较少，且钙钛矿重量轻、又可以制成可挠模块，太阳能板设计能更加多样，更何况转换效率还达25%。

只可惜这项技术距离跨出实验室大门还要一段时间，目前转换效率较高的钙钛矿太阳能电池，其实尺寸跟指甲差不多大，一旦扩大尺寸，电池就会产生缺陷与针孔(pinholes)，效率大打折扣。

对此，团队打算在实验室制造出全新小型示范设备。团队透过专利的快速喷涂电浆技术，以两个喷嘴来造钙钛矿太阳能薄膜，首先先将化学溶液喷涂到底层玻璃上，再用另一个喷嘴释放出高反应性的离子化气体或电浆，Rolston表示，传统制程要烘烤钙钛矿溶液30分钟，但电浆技术可以加速液态钙钛矿转变成薄膜的速度。

团队研究指出，新型的快速喷涂制程每分钟能制造出12公尺的钙钛矿薄膜，比硅晶太阳能电池快上4倍，除此之外，制造成本也比较低，每平方英尺0.25美元，远比硅晶太阳能的2.5美元还要便宜许多，其功率转换效率也达18%，放置5个月，转换效率则降到15.5%。

Rolston表示，团队希望这项技术能被广泛地使用，虽然电浆处理系统听起来非常fancy，但其实我们可以用合理的价格在市场上购入。

目前硅晶太阳能每度电成本已降到5美分，为市面上最常见的太阳光电技术，但随着科技日新月异，也有许多潜在技术在暗处冉冉发光，Rolston认为，若能制造出30年不衰退的钙钛矿太阳能模块，就能将每度电成本降到2美分以下，为此团队下一步是打造更好用的防潮封装技术。