一直以来，澳大利亚都对太阳能寄予厚望，并希望到2030年可以将成本降至每瓦0.30澳元、转换效率突破30%。近期的一项最新研究似乎带来了一些希望，澳洲国立大学（ANU）研发出了效率高达30.3%的串联硅-钙钛矿太阳能电池。

由于其效率、耐用性和成本，硅长期以来一直是太阳能电池的行业标准，但目前的光伏设备正接近理论上的效率上限。与此同时，钙钛矿是一个迅速崛起的“年轻新贵”，有可能偷走硅的“桂冠”。

不过，最好的结果似乎是当这两种材料抛开竞争，结合起来。钙钛矿/硅串联太阳能电池比单独使用任何一种材料都更高效，这要归功于它们能够收集太阳光谱的不同部分——钙钛矿更好地利用蓝光，而硅更专注于红色和红外波长。科学家们也不断在效率突破上费尽心思。

研究人员表示，他们将广泛使用的硅电池和钙钛矿电池的优势结合了起来，生产出了具有超高效率的串联硅-钙钛矿太阳能电池，同时还增强了太阳能电池的运行稳定性。最新研究成果已于近期发表在了《先进能源材料》杂志上。

“使用这些串联太阳能电池，钙钛矿顶部电池可以有效地吸收蓝光，并将红光传输到硅底部电池，从阳光中产生的能量比每个单独的设备要多得多。”他们说。

据悉，该团队主要在这项研究中改善了钙钛矿前体。具体而言，研究人员解释称，不含甲基铵（MA）的钙钛矿太阳能电池具有比含MA的同类电池更好的热稳定性。然而，由于体积质量较差，无MA的钙钛矿太阳能电池的效率落后。

在这项工作中，他们将4-甲基苯乙基氯化铵（4M-PEACl）添加到了不含MA的钙钛矿前体中，从而大大提高了整体质量。他们说，在加入最佳浓度的4M-PEACl后，钙钛矿晶粒显著增大，其固有缺陷被抑制了四倍。

研究人员表示，最终制出的串联装置不仅效率突破了30%大关，还表现除了优异的稳定性。在环境大气中经过42天日夜循环后，保持了98%以上的初始性能。

“超过30%的标志意义重大，”研究人员说，“目前的预测是，串联太阳能技术将在2026年大规模生产。然而，仍需要做更多的工作来升级，并确保该技术能够稳定应用25至30年。”

编辑/范辉