日本创全球首个钙钛矿太阳能电池效率公认记录15%
日本国立研究开发法人物质材料研究机构(NIMS)5月1日宣布，“钙钛矿太阳能电池”的能源转换效率记录全球首次得到了国际标准测试机构的认可，转换效率达到15%。这是以光伏发电材料小组组长韩礼元为首的研发小组取得的成果。
“钙钛矿太阳能电池”是光吸收材料采用卤化物类有机-无机钙钛矿(CH3NH3PbI3)半导体的太阳能发电元件，自2009年首次作为太阳能电池材料公开以来，转换效率迅速提高，作为新一代太阳能电池受到了全球的关注。由于可以在基板和薄膜上涂布制造，利用印刷技术量产，蕴含着能较以往的太阳能电池大幅降低制造成本的可能性。
产业技术综合研究所光伏发电研究中心评估及标准小组测量的钙钛矿太阳能电池的电流-电压特性(出处：日本物质材料研究机构)
此前报道过的钙钛矿太阳能电池的转换效率，基本都是以小面积电池单元(约0.1cm2)获得的数值。以前有过转换效率20.1%(单元面积为0.0955cm2)的报告，但由于单元面积较小，测量的误差大，而且测量方法也未公开。基于可靠数据的钙钛矿太阳能电池发展，获得国际标准测试机构公认的能源转换效率是当务之急。
NIMS的研发小组通过改良发电层使用的钙钛矿的涂布方法，控制了表面的凹凸，提高了转换效率及其再现性。另外，电荷(载流子)输送层的材料以前吸湿性较高，会很快导致转换效率降低，因此新开发了吸湿性低、载流子迁移率高的材料，成功改善了稳定性。基于这些成果，将太阳能电池单元的面积扩大到了1cm见方以上，并通过改良元件的制作方法，使钙钛矿太阳能电池全球首次在国际标准测试机构(产业技术综合研究所光伏发电研究中心评估标准小组)实现了15%的公认转换效率。
NIMS表示，今后将以该成果为基础，开发性能更高的载流子运输材料，并通过控制钙钛矿太阳能电池的界面，实现更高的转换效率。
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