研究者们在晶体生产上的预见解决了工业制造上的难题
上周在《科学》杂志上，来自拉斯阿拉莫斯国家实验室的科学家们揭示了一种新的技术，该技术基于溶液热铸造法，可以用大尺寸钙钛矿晶体来高效生长可量产的太阳能电池。
“这些钙钛矿晶体可以提供很有前景的路线，用来发展低成本、基于太阳能的洁净能源解决方案，来为未来提供能源。” 领导此项目的科学家Aditya Mohite说道。
太阳能光电板的最新制造工艺使用的是高纯度、大尺寸、晶片尺寸的单晶半导体，而该半导体是由工艺精良的高温晶体生长过程制造出来，这种半导体被视为高效太阳能技术的未来。太阳能电池由有机-无机钙钛矿组成，可以提供接近硅材料的效率，但是钙钛矿材料仍然有一些限制他们被多样化用于商业应用的缺陷，这点一直为人所诟病。拉斯阿拉莫斯实验室成功地弥补了这一弊端。
研究者们使用含大晶体颗粒的钙钛矿材料制备平面太阳能电池，并达到了18%的光电转化效率，这是目前报道的钙钛矿基光能转化器件中的最高效率。这些电池证明了小型电池的可变性，由此制造出的太阳能电池没有出现光电滞后反应，而光电滞后反应正是限制钙钛矿器件稳定运行的瓶颈问题所在。
“表征和模拟可以提高性能并减低大尺寸缺陷，提高大晶粒钙钛矿材料的电荷载流移动性，” Aditya Mohite说道，“我们已经证明了这些钙钛矿晶体的质量与观测到的高质量硅和砷化镓半导体处于同等水平。”
研究者们预测他们的此项晶体生长技术将会引领该领域，走向晶片尺寸钙钛矿晶体合成，这对于制造高效率太阳能电池，以及应用于其他通过溶液制造的被多分散性、缺陷和晶界再组合所限制的材料薄膜是很有必要的。
