在德国哈弗尔河畔勃兰登堡郊区，有一家工厂有望彻底改变太阳能的未来。在那里，英国公司 Oxford PV 生产太阳能电池，该电池使用 钙钛矿，许多人认为这种材料对太阳能的未来至关重要。这些电池代表了一种基于钙钛矿的新型技术，可以改变可再生能源的格局。
太阳能技术工厂
牛津光伏工厂周围是宁静的乡村，但内部正在开发可以改变太阳能生产的创新技术。该公司首席技术官克里斯·凯斯 (Chris Case) 将这个地方描述为“实现我最深切的愿望”。
Oxford PV 以及 QCells 等其他公司都对钙钛矿技术充满信心。这种光伏材料相对便宜且易于获得，在提高太阳能电池板效率方面显示出巨大潜力。事实上，预计采用钙钛矿硅电池的商业太阳能电池板将于明年进入市场。
至于该领域的其他公司，Hanwha QCells 宣布打算投资 100 亿美元建设串联太阳能电池生产线，将硅和钙钛矿集成在一起，该技术将于 2024 年底投入运行。这表明大品牌正在对这项创新下了很大的赌注。
采用钙钛矿技术的新型太阳能电池
与传统硅电池相比，钙钛矿太阳能电池的迷人之处在于它们能够捕获更多的阳光。通过整合这两种材料，通过所谓的 串联太阳能电池，可以提高总能量转换效率。弗劳恩霍夫研究所最近证明，虽然单独的硅太阳能电池可以达到高达 26% 的效率，但钙钛矿串联电池很容易超过该限制，达到 31,6%。
串联电池的优点是可以捕获更大范围的太阳波长。与传统硅电池相比，这使得发电量提高了 20%。然而，钙钛矿的初始成本仍然是一个挑战，尽管该技术的支持者指出，在人口稠密的城市地区或土地有限的工业园区，增加的发电量将很快抵消额外的费用。
新型钙钛矿太阳能电池的影响
这项技术的影响是巨大的。与硅电池不同，钙钛矿电池可以在低得多的温度下制造，从而降低生产成本。此外，它们更灵活、更轻，可以应用于更多样化的表面，例如阳台甚至窗框。
太阳能市场预计需要高达 75 太瓦 (TW) 容量 到 2050 年安装量将达到 1,2 TW。尽管钙钛矿取得了进步，但挑战仍然是其耐久性。即便如此，材料和表面处理方面的重要进步，例如 钝化，正在显着提高其长期稳定性。
例如，研究人员发现，使用氨基硅烷钝化可以提高钙钛矿电池的效率和运行稳定性。通过这些处理，在极端条件下使用 95 小时后，仍可保持高达 1.500% 的原始效率。
效率记录
钙钛矿太阳能电池发展非常迅速。虽然在 2009 年它们只能将 3,8% 的阳光转化为能量，但当前版本的效率已经达到 26,1%，与硅串联的形式甚至达到 31,6%，正如我们之前提到的。
此外，世界各地的一些实验室正在探索这些细胞的更高级版本，例如细胞 钙钛矿-钙钛矿串联，完全无需硅，效率已达到 28,49%。虽然这些版本仍在开发中，但由于它们能够使用比硅便宜得多的材料捕获太阳光谱的不同部分，因此它们提供了产生更大能量的可能性。
实际上，这些进步不仅突破了太阳能电池的传统极限，而且可以降低这些技术的总体成本，使它们更容易获得和灵活地应用于广泛的应用。这是全世界大规模采用太阳能的关键。
通过所有这些创新，尽管仍有一些挑战需要解决，例如由于湿度或热量而导致的降解，但钙钛矿正在为可再生能源行业带来真正的革命。如果耐用性方面的进步能够与效率方面的进步相匹配，那么钙钛矿可能会超越现有技术，并从根本上改变世界消耗太阳能的方式。
随着这项技术不断打破记录，毫无疑问，我们正处于太阳能新时代的风口浪尖，在这个时代，清洁能源将比以往任何时候都更高效、更容易获得和更可行。