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它们灵活，生产成本低，制造简单 - 这就是为什么钙钛矿是太阳能电池设计中最热门的新材料。现在，澳大利亚悉尼新南威尔士大学的工程师们打破了时尚新化合物的世界效率记录。

12月2日星期五在堪培拉举行的亚太太阳能研究会议上，澳大利亚先进光伏发电中心(ACAP)高级研究员Anita Ho-Baillie宣布，她在新南威尔士大学的团队取得了最高的效率评级。迄今为止最大的钙钛矿太阳能电池。

12.1%的效率等级是16 cm 2钙钛矿太阳能电池，这是最大的单一钙钛矿光伏电池，具有最高的能量转换效率，并由位于蒙大拿州Bozeman的国际测试中心Newport Corp独立确认。新电池至少比目前认证的高效钙钛矿太阳能电池大10倍。

她的团队在1.2 cm 2单钙钛矿电池上的效率评级为18%，16 cm 2四电池钙钛矿微型模块的效率为11.5%，均由纽波特独立认证。

“这是一个非常热门的研究领域，许多团队都在争相推进光伏设计，”Ho-Baillie说。“2009年，钙钛矿在不知名的情况下，效率为3.8%，并且已经实现了跨越式发展。这些结果使新南威尔士大学成为世界上最好的高性能钙钛矿太阳能集团之一。我想我们可以在一年左右的时间内达到24%。“

钙钛矿是一种结构化合物，其中混合有机 - 无机铅或卤化锡基材料用作光捕获活性层。它们是迄今为止发展最快的太阳能技术，并且具有吸引力，因为该化合物生产成本低，制造简单，甚至可以喷涂到表面上。

“钙钛矿溶液沉积的多功能性使其可以在太阳能电池上进行喷涂，印刷或涂漆，”Ho-Baillie说。“化学成分的多样性也使得细胞透明，或由不同的颜色制成。想象一下，能够覆盖建筑物，设备和带太阳能电池的汽车的每个表面。”

世界上大多数商业太阳能电池都是由精制的，高度纯化的硅晶体制成的，就像最高效的商用硅电池(称为PERC电池并在新南威尔士大学发明)一样，需要在800℃以上的多个高温下烘烤。脚步。另一方面，钙钛矿在低温下制造，比硅电池薄200倍。

但是，虽然钙钛矿对于具有成本效益的太阳能具有很大潜力，但它们目前容易出现温度和湿度波动，使得它们仅在几个月内没有保护。与世界上其他所有团队一样，Ho-Baillie正在努力扩展其耐用性。感谢工程师从40多年的分层硅工作中学到的东西，他们有信心可以扩展这一点。

然而，现有的许多应用中甚至一次性的低成本，高效率的太阳能电池也具有吸引力，例如用于世界上电力贫乏地区的灾害响应，设备充电和照明。钙钛矿太阳能电池在可行的光伏技术中也具有最高的功率重量比。

“我们将利用钙钛矿的优势，继续解决对商业化至关重要的问题，例如扩大到更大的领域，提高细胞耐久性，”ACAP和Ho-Baillie导师Martin Green说。该项目的目标是将钙钛矿太阳能电池的效率提升至26%。

该研究是通过澳大利亚可再生能源机构(ARENA)的“太阳能卓越”倡议获得360万美元资金支持的合作项目的一部分。ARENA的首席执行官Ivor Frischknecht表示，这一成就证明了支持早期可再生能源技术的重要性：“未来，这一世界领先的研发可以通过屋顶太阳能以及像先进的大型太阳能项目为家庭和企业带来效率。通过ARENA对大型太阳能的投资。“

为了制造钙钛矿太阳能电池，工程师将晶体生长成一种称为“钙钛矿”的结构，以发现它的俄罗斯矿物学家Lev Perovski的名字命名。他们首先将一系列化合物溶解在液体中制成“墨水”，然后将其沉积在可以导电的专用玻璃上。当油墨干燥时，它会留下薄膜，当施加温和的热量时，薄膜会在玻璃顶部结晶，形成薄薄的钙钛矿晶体层。

棘手的部分是生长钙钛矿晶体薄膜，因此产生的太阳能电池吸收最大量的光。在全球范围内，工程师们正在努力创造具有大晶粒尺寸的光滑和规则的钙钛矿层，以提高光伏产量。

Ho-Baillie于2004年在新南威尔士大学获得博士学位，他是Solar Sailor的前任首席工程师，Solar Sailor是一家澳大利亚公司，将太阳能电池集成到专门设计的商业海上渡轮中，目前在悉尼，上海和都有水路。

澳大利亚先进光伏发电中心是新南威尔士大学的国家研究合作项目，其合作伙伴是昆士兰大学，莫纳什大学，澳大利亚国立大学，墨尔本大学和CSIRO制造旗舰。该合作由ARENA的年度赠款资助，合作伙伴包括亚利桑那州立大学，尚德太阳能和天合光能。