利用世界上最清洁，最丰富的可再生能源的最经济，最有效的方式是更接近现实的一步。托莱多大学物理学家将太阳能电池的性能推至前所未有的水平，在制造新材料的化学配方和工艺方面取得了重大突破。

UToledo物理学教授Yanfa Yan博士与美国能源部国家可再生能源实验室和科罗拉多大学合作，设想称为串联钙钛矿太阳能电池的超高效材料将全面亮相 - 在不久的将来，消费市场中的太阳能电池板尺寸。

钙钛矿，具有通过化学形成的特殊晶体结构的复合材料，将取代硅，目前，硅仍然是将太阳光转换成电能的太阳能电池材料。

“我们正在生产更高效，成本更低的太阳能电池，这些太阳能电池有望帮助解决世界能源危机，”Yan说。“有意义的工作将有助于为我们的孩子和后代保护我们的星球。我们现在消耗大部分化石能源的问题，我们的协作团队专注于改进我们的创新方法来清理混乱。”

这篇发表在“ 科学 ”杂志上的新研究论文概述了光伏团队如何微调铅和锡的混合物，以使技术更接近其最高效率。目前，努力使新太阳能电池的效率达到约23%。相比之下，目前市场上的硅太阳能电池板的效率评级约为18%。

科学家使用一种名为硫氰酸胍的化合物来显着改善铅锡混合钙钛矿薄膜的结构和光电性能。

“ 科学是世界上最好的学术期刊，与大自然一起，只有五个月前，他发现了一种产生白光的单一材料，这可以提高LED灯泡的效率和吸引力。” UToledo物理与天文学系教授兼主席Sanjay Khare说。“他在托莱多大学的重要可持续性工作可以帮助世界使用清洁能源。”

大约五年前，Yan在UToledo的团队确定了钙钛矿的理想特性，此后他专注于生产全钙钛矿串联太阳能电池20年的经验，该太阳能电池汇集了两种不同的太阳能电池，以增加使用两种太阳能电池产生的总电能。太阳光谱的不同部分。

上个月，美国能源部授予Yan一项110万美元的拨款，以继续与国家可再生能源实验室合作进行研究。

“这是我们长期以来一直在等待的材料，”严说。“太阳能行业正在观望和等待。一些人已经开始投资这项技术了。”

Yan是半导体，材料合成和薄膜太阳能电池制造中的缺陷物理和电子特性理论方面的专家。

“我们的UToledo正在进行研究，以制造更便宜，更高效的太阳能电池，这些太阳能电池可以与现有的硅光伏技术相媲美，甚至优于现有的硅光伏技术，”UToledo物理和天文学研究助理教授，共同作者Zhaoning Song博士说。研究。“我们的双层太阳能电池具有两层钙钛矿，可提供高功率转换效率，并有可能降低太阳能电池板的生产成本，这是光伏发电的重要进步。”

虽然Yan的团队以低成本提高了材料的质量和制造工艺，但还需要取得更多进展。

“材料成本低，制造成本低，但材料的使用寿命仍然不明，”宋说。“我们需要继续提高效率和稳定性。”

“此外，铅被认为是一种有毒物质，”严说。“我决心与太阳能行业合作，确保由这种材料制成的太阳能电池板可以回收利用，因此它们不会对环境造成危害。