美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）的研究人员在最新一期的《科学》杂志上报告称，一种制造钙钛矿太阳能电池的新方法解决了此前的关键瓶颈，并产生了高效率和极具稳定性的设备。

基于溴和碘的丰富混合物开发高度稳定和高效的钙钛矿，被认为是制造串联太阳能电池的关键。然而，这两种元素在暴露于光和热时往往会分离，从而限制了太阳能电池的电压和稳定性。

上述新研究解决了这一问题，并生产了一种宽带隙太阳能电池，效率超过20%，光电压为1.33伏，在高温下可连续运行1100小时，效率几乎没有变化。采用新方法制备的全钙钛矿串联电池在2.2伏特的高光电压下获得了27.1%的效率和良好的运行稳定性。

新开发的方法建立在研究人员今年早些时候发表的工作的基础上，他们翻转了典型的钙钛矿电池。使用“倒置”的结构，研究人员可以提高效率和稳定性，并轻松集成串联太阳能电池。

NREL领导的小组使用了相同的架构，并进一步远离了制造钙钛矿的传统方法。传统的方法是将抗溶剂应用到结晶化学物质上，以形成均匀的钙钛矿薄膜。

新方法则依赖于所谓的气淬，在气淬中，氮气流被吹到化学物质上。该结果解决了溴和碘的分离问题，得到了结构和光电性能都有所改善的钙钛矿薄膜。

通过上述新方法，研究人员实现了宽带隙层的效率超过20%，并且在1100小时内运行稳定性低于5%。加上底部电池，该设备的整体效率能达到27.1%。

研究人员还尝试了氩气和空气作为干燥气体，得到了相似的结果，表明气淬法是提高宽带隙钙钛矿太阳能电池性能的一般方法。他们表示，新方法展示了高性能全钙钛矿串联器件的潜力，并推动了其他基于钙钛矿的串联架构的发展，例如那些包含硅的串联架构。

编辑/范辉