沉睡的钙钛矿, 变身光伏“明星”
晶硅,传输层,十年逆袭,“钙钛矿”成“新宠”,此“钙钛矿”,非彼钙钛矿,钙钛矿“脱颖而出”的底气,光伏“明星”,如何盗取“天火”,光伏族谱,“钙钛矿”的“宗亲”们,“钙钛矿”时代,离我们还有多远
标题人类对于太阳的崇拜由来已久,并因此衍生了许多追逐光明的神话故事。现在人类“盗取天火”的工具早已不再是普罗米修斯使用的“茴香枝”,而是凝聚了当代先进科学技术的光伏电池。正在崛起的钙钛矿太阳能电池,已经吹响了光伏3.0时代的号角。那么,什么是钙钛矿太阳能电池?“钙钛矿”又是何方“神圣”?“钙钛矿”是如何变身光伏“明星”的?
钙钛矿的发现
1839年,法国科学家埃德蒙·贝克雷尔发现光照能在半导体材料的不同部位产生电位差。这种现象后来被称为“光伏效应”。这一发现为太阳能电池的诞生奠定了理论基础。同年,钙钛矿的发现为钙钛矿太阳能电池的崛起提供了关键材料基础。德国地质学家古斯塔夫·罗斯在乌拉尔山脉发现了钙钛矿这种天然矿物,并以俄罗斯矿物学家列夫·佩洛夫斯基的名字为其命名。1883年,世界上第一块硒上覆薄金的半导体/金属结太阳能电池诞生,虽然转换效率只有1%,但标志着第一块光伏电池的诞生。
标题十年逆袭,“钙钛矿”成“新宠”
说起光伏电池,也许你首先想到的是晶硅电池。1954年,美国贝尔实验室推出了第一块晶体硅太阳能电池,开启了晶硅电池的新纪元。20世纪70年代以来,晶硅电池技术不断取得新突破,电池效率得以显著提高,特别是能源危机与环境压力的双重推动,使得晶硅电池在光伏市场中的占比超过了90%。目前,晶硅电池已成为技术最成熟、应用最广泛的光伏电池,并且将在未来相当长的时间内占据主导地位。然而在“晶硅一统天下”的太阳能时代,钙钛矿太阳能电池却能成功逆袭。
钙钛矿涉足光伏领域只是近十多年的事情。21世纪初,钙钛矿太阳能电池启动基础研究,但仍处于实验室研究阶段。2009年,日本科学家宫坂力将碘化铅甲胺和溴化铅甲胺应用于染料敏化太阳能电池,获得了最高3.8%的光电转化效率。
2013年,钙钛矿太阳能电池因其高效率、低成本和易制造而入选《科学》杂志年度十大科技突破,标志着钙钛矿太阳能电池技术取得重大突破,并引起了全球科学界的广泛关注。
历经十多年的持续研发,钙钛矿太阳能电池成功逆袭,成为太阳能领域的“新宠”。自此,钙钛矿太阳能电池研发进程进入快车道。一方面 ......
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