京都大学开发出不使用铅的钙钛矿太阳能电池,易于实现大型化 焦点速看
(资料图片仅供参考)
京都大学等组成的研究团队开发出了一种使用锡替代铅的钙钛矿太阳能电池新制法。传统方法难以做出超过1厘米见方的尺寸，而新方法成功制作出了7.5厘米见方的电池。这种降低了环境负荷的锡钙钛矿太阳能电池在欧洲等地受到瞩目。研究团队将通过创业公司推进量产技术的开发。
作为日本开发出来的钙钛矿太阳能电池技术，其特点在于传统太阳能板所没有的轻薄、可弯曲的柔韧性。原料是由能高效吸光的碘、铅等原子构成，具有特殊晶体结构的物质，可通过涂覆于薄膜等基板上制成电池。因为重量轻，这种电池能贴附在建筑外墙、汽车车身顶部等以往安装困难的位置，故而受到关注。
但由于原料中的铅属于有害物质，科学界正在推进用性质相似的锡替代铅的研究。但使用锡原料时，原料涂覆在薄膜上后会瞬间结晶，难以在较大的基板上实现薄而均匀的涂覆，这成为锡钙钛矿太阳能电池大型化的一项难题。
若宫淳志教授等人开发出了一种可将基板涂覆原料的结晶速度延缓至60秒左右的技术。该方法会在原料中混入附着锡原子、阻碍结晶的添加剂，将原料涂覆在薄膜上并在真空状态下干燥后，薄膜上会形成较小的晶体，随后在100摄氏度下加热，添加剂蒸发后晶体呈现平滑生长。
研究中制作出了7.5厘米见方的太阳能电池。采用传统方法时，薄膜上会有约两成区域形成无晶体覆盖的空白，而新方法则实现了整个表面的晶体覆盖。若宫教授强调：“从原理上讲，超过30厘米见方的太阳能电池也能做出来。这意味着我们成功突破了长期以来的大型化难题。”
本次研究是京都大学与该校孵化的初创企业株式会社Enecoat Technologies(位于京都府久御山町)共同进行的，相关成果已发表在美国化学会期刊《ACS Energy Letters》上。研究团队将通过该公司，力争在2030年完成锡钙钛矿太阳能电池量产技术的开发。
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