钙钛矿电池：电池储能新方向

钙钛矿是一种具有特殊晶体结构的半导体，非常适合用于太阳能电池技术。钙钛矿太阳能电池是一种新型的光伏电池，由染料敏化电池演化而来，指采用钙钛矿材料作为吸光层材料的电池。钙钛矿太阳能电池可在室温下制造，使用的能源比硅少得多，因此生产成本更低，更可持续。

作为新一代太阳能电池，钙钛矿电池工作原理与传统太阳能电池并无不同。它的典型结构有5层。两个电极分别位于最外层，由外向内挨着电极的是空穴传输层和电子传输层，而钙钛矿层则居于最中间。当太阳光照在钙钛矿电池上，太阳光光子能量大于带隙时，钙钛矿层吸收光子产生“电子—空穴对”。电子传输层将分离出来的电子传输到负极上；空穴传输层则将与电子分离的空穴传输到正极上，进一步在外电路形成电荷定向移动，从而产生电流，实现光能向电能的转换。

从长远来看，钙钛矿可在室温下制造，其制造可避免燃烧大量的化石燃料。但新技术的开发并不意味着钙钛矿型太阳能电池将在很大程度上取代硅设备，而是对旧技术的补充，从而使太阳能电池板更便宜、更高效、更耐用，并将太阳能扩展到现代生活中更多新领域。

2022年10月28日，国家发展改革委办公厅、国家能源局综合司发布关于促进光伏产业链健康发展有关事项的通知。通知指出，落实相关规划部署，突破高效晶体硅电池、高效钙钛矿电池等低成本产业化技术，推动光伏发电降本增效，促进高质量发展。推动高效环保型及耐候性光伏功能材料技术研发应用，提高光伏组件寿命。

中国科学院院士、教授、博士生导师李永舫表示，最近十几年钙钛矿太阳电池发展迅速，其实验室效率从过去的1%发展到了现在的25.7%左右，大面积制备的效率也已经超过了15%。相比硅太阳电池，钙钛矿电池厚度仅有几百个纳米，更轻薄、成本更低。

中国科协科普部

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