钙钛矿太阳能电池寿命延长至30年

据最新一期《科学》杂志报道，美国普林斯顿大学的研究人员开发出了首个商业上可行的钙钛矿太阳能电池，这标志着一项新兴可再生能源技术的重要里程碑。该团队预计，他们的设备在超过行业标准的情况下可以运行30年左右，远远超过太阳能电池20年寿命的门槛。

该设备不仅耐用，而且符合一般能效标准。它是这种电池中第一个可以与硅基电池的性能相匹配的电池。

钙钛矿是一种具有特殊晶体结构的半导体，非常适合太阳能电池技术。它们可以在室温下制造，使用的能源比硅少得多，因此生产成本更低，也更可持续。

早期的钙钛矿型太阳能电池(PSC)是在2009-2012年问世的，只存在了几分钟。2017年的记录是电池在室温下连续照明下工作一年，而新设备可以在类似的实验室条件下运行五年。研究人员表示，这一创纪录的设计凸显了PSC的耐用性潜力，特别是作为一种推动太阳能电池技术超越硅极限的方式。

这一次，研究人员将不同的材料分层，以优化光吸收，同时保护最脆弱的区域免受辐射。他们在两个关键部件之间开发了一种超薄的“二维覆盖层”:吸收钙钛矿层和由铜盐和其他物质制成的带电层。目标是防止钙钛矿半导体在几周或几个月内燃烧。

研究人员还将这些设计排列了几十次，改变了几何结构中的微小细节和层数，尝试了几十种材料组合。实验结果表明，在平均温度为35左右，连续光照至少5年的条件下，新装置的峰值效率可达80%以上。

研究人员表示，从长远来看，钙钛矿可以在室温下制造，其制造可以避免燃烧大量的化石燃料。然而，新技术的发展并不意味着PSC将在很大程度上取代硅设备，而是对旧技术的补充，从而使太阳能电池板更便宜、更高效、更耐用，并将太阳能扩展到现代生活中更多的新领域。