石墨烯+钙钛矿+硅将成为最好的太阳能电池

尽管对“奇妙”的太阳能电池材料钙钛矿充满了兴奋，但容易忘记的是，仅仅几年前，石墨烯就成为了新兴清洁技术的热潮。石墨烯与钙钛矿相结合的理念，在很大程度上仍然是围绕在一个新的太阳能电池上。说起来容易做起来难！

如果一种新的基于石墨烯的解决方案成功的话，像这样的钙钛矿太阳能电池将会是下一个革命性发明。

在一个太阳能电池中加入石墨烯+钙钛矿

对于那些刚刚接触这个话题的人来说，石墨烯是一种二维材料，具有独特而强大的电子特性。2004年，研究人员从一大块石墨中剥离出一块胶带，并开始对附着在胶带上的超薄薄膜结构中摸索，之后发现了这种物质。

钙钛矿也是一种有助于太阳能电池性能的矿物。它的起源要比石墨烯更早一些，早在19世纪就出现在乌拉尔山脉。如今，合成钙钛矿变体可以在实验室里相对容易地制造出来。太阳能电池设计的挑战在于这两种材料都很讲究。众所周知，石墨烯很难处理，钙钛矿存在耐久性问题，需要在设计中加以考虑。

如果这听起来在一台设备上要处理的事情太多了，那的确如此。然而，研究人员一直在对石墨烯-钙钛矿的组合进行修补。在最新的转折中，一个位于意大利的团队围绕这两个挑战设计了一种太阳能电池，并实现了令人惊讶的26.3%的太阳能转换效率。

解决钙钛矿-硅太阳能电池瓶颈

实际上，26.3%并不是钙钛矿太阳能电池的最高纪录，与硅结合的比例略高于29%。然而，当转换效率和成本之间的权衡开始发挥作用时，优势可能会转向能够适应大批量、低成本制造技术的太阳能电池。

这项新研究是欧盟在罗马托尔维加塔大学的石墨烯旗舰项目、意大利理工学院、印度理工学院(IIT)的衍生项目、石墨烯专家贝斯维和西班牙清洁技术公司ENEA之间的合作成果。

你可以在最新一期的《焦耳》杂志上找到这篇论文的所有细节：“机械堆叠，基于双端石墨烯的钙钛矿/硅串联太阳能电池，效率超过26%。

这个团队的前提是，钙钛矿/硅串联太阳能电池可能是下一个了不起的发明，这是因为制造成本相对较低，而且有超过太阳能转换效率极限的良好机会。在团队找到解决方案之前，瓶颈是在制造方面。

简单的两端子电池机械堆叠有助于实现高性能的光伏设备。基本上，新方法是配置太阳能电池的每个部分，然后用石墨烯墨水辅助将它们连接在一起。研究人员表示，这项新技术可以应用于现有的钙钛矿太阳能电池，使用的是基于标准解决方案的制造方法。

石墨烯旗舰能源生产工作包的领导者，提供了技术解释(GRMs指的是石墨烯和其他用2d材料制成的油墨)。

这项开创性的工作表明，将GRMs油墨与随需应变的形态和可调的光电子性能串联在一起，可以实现高通量的工业制造。石墨烯和相关材料提高了这些设备的性能、稳定性和可扩展性。

据Kymakis称，这种新的太阳能电池将成为石墨烯旗舰项目的基础，该项目的目标是超过30%的太阳能转换指标，同时降低生产成本。保持高太阳能转换效率，同时增加太阳能模块的大小是另一个关键目标。

作为一个由欧盟委员会资助的项目，GRAPES承载了大量的货物。该项目的任务是“通过在大规模部署时提高这项技术的稳定性和效率，来提高欧洲对太阳能项目的接受程度。”

去年12月才上市的GRAPES，现在看来发展得很快。接下来的步骤包括为其基于钙钛矿的太阳能电池寻找野外测试的地点，这是真正的橡胶与道路的交汇处。

文章来源：《太阳能学报》 网址: http://www.tynxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0413/880.html