新材料将光伏发电效率提升50%

开发新型太阳能技术进展缓慢。以硅太阳能电池为例，这是目前最普遍的光伏发电形式。当硅片首次在20世纪50年代初建成时，它们只能将约6％的光线转化为电能。30多年后，这个数字只达到20％，

当这种新材料在2010年被发现，经过不到8年的发展，光转化的效率从3.8％跃升至22.7％后，引起了人们的关注。

“我们对这种材料真的不太了解，但我们仍然能够制造出真正高效的太阳能电池，”在科罗拉多州戈尔登市国家可再生能源实验室研究太阳能电池的乔·贝瑞说道。随着科学家们对新材料的了解越来越多，效率只会继续提高。

这种新材料被称为钙钛矿，是在地壳中大量存在的天然矿物质中发现的。钙钛矿光伏电池由具有相似晶体结构的不同材料制成，这赋予它们半导体特性，亦被称为“混合钙钛矿电池”。

与典型的太阳能电池板不同，硅必须在高温炉中熔炼，然后雕刻成完美的晶圆并焊接在一起，而钙钛矿可以像墨水一样印刷，这意味着它们制造的成本要少得多。

钙钛矿结构的刚性也低于硅，因此它们可以制成柔性的薄膜面板，并安装在办公楼窗户，车辆，电子设备甚至衣服上。

其他类型的薄膜太阳能电池已经存在了一段时间，但它们没有显示钙钛矿薄膜实现的性能和改进速度。钙钛矿的理论最大效率为33％，按目前的研究进度，可能在十年内达成。

对于钙钛矿来说，最大的障碍是它们的波动性。钙钛矿的晶体结构易于降解，特别是在氧气或水分的存在下。几年前，钙钛矿晶体只持续了几个小时就失去效力;如今，实验室的材料每次测试大约六周。解决方案是钙钛矿用透明薄膜包裹以防暴露在空气中。

由于太阳光由许多不同的波长组成，市面上的太阳能电池多使用光伏饼的组合方式，用不同材料吸收不同波长的光。而钙钛矿吸收的波长和现有材料覆盖的范围大不相同。如果组合得当，可以将市面上传统太阳能电池40%的转化效率提升至60%以上。