钙钛矿太阳能电池的效率在实验室里提高到20%以上

晶体钙钛矿电池是尖端薄膜太阳能电池的关键。尽管它们已经在实验室中达到了很高的效率水平，但由于材料太不稳定，阻碍了商业应用。此外，钙钛矿没有可靠的工业生产工艺。

在《物理化学快报》上发表的一项新研究中，马丁·路德大学的物理学家们提出了一种可以解决这个问题的方法。它们还详细描述了钙钛矿的形成和衰变过程。研究结果将有助于未来生产高性能的太阳能电池。

2009年，研究人员首次证明具有特殊钙钛矿晶体结构的有机-无机化合物是很好的吸收剂，可以有效地将阳光转化为电能。在短短几年内，钙钛矿太阳能电池的效率在实验室里提高到20%以上。

MLU的物理学家、该研究的主要作者保罗·皮斯托尔(PaulPistor)博士说:“尽管现代单晶硅太阳能电池的价值略高一些，但它们的制造难度要大得多，而且开发的时间也长得多。”然而，目前还没有市场上现成的钙钛矿太阳能电池，因为没有大规模生产钙钛矿的既定工艺。

此外，薄晶体层不稳定，对环境影响敏感。高温或潮湿会导致钙钛矿分解，失去将阳光转化为电能的能力。然而，太阳能电池必须承受高温，因为它们长期暴露在阳光下。

在他们的研究中，来自哈雷的物理学家研究了一种特殊的无机钙钛矿，它由铯、铅、溴或碘组成。他们没有使用通常的湿法化学工艺生产钙钛矿，而是采用了一种已经广泛应用于工业生产薄层和一系列组件的工艺。在真空室中，前驱物质被加热直到蒸发。然后钙钛矿凝结在较冷的玻璃基板上，形成一层薄薄的晶体层。

这种方法的优点是，整个过程的每一部分都可以很好地控制。通过这种方法，这些层的生长非常均匀，晶体的厚度和成分可以很容易地调整。因此，他的团队能够生产出钙钛矿层，其基础是铯，直到它们达到360摄氏度的温度才分解。利用尖端的x射线分析，研究人员还实时分析了晶体的生长和衰变过程。

研究结果为钙钛矿的潜在性质提供了重要的见解，并指出了一种可能适用于现代基于钙钛矿的太阳能电池技术工业实现的过程。