咱们先看个厉害的数字，大家现在在实验室里能把钙钛矿电池的效率堆到19.3%，这玩意儿要是有这么高的转化效率，未来的发展前景可就太乐观了。这次香港科技大学（HKUST）的团队搞出了个多源共蒸发的配方，直接给真空沉积出来的钙钛矿薄膜的晶体质量提了一大截。 这个新方法到底是怎么让电池变好的呢？原来是在热共蒸发的时候加了氯化铅（PbCl2）这个“共源”，它像导航仪一样引导着钙钛矿晶体的生长方向。这下子产生了一种高度有序的宽禁带钙钛矿（1.67 eV），好多晶粒都面朝同一个方向（100）排列，这就好比盖高楼的时候把砖头一块块垒得整整齐齐，这种结晶性好的薄膜就不容易被光和热折腾坏。 有了这个好基础，团队用这个新配方做出了第一个被认证过的全真空沉积宽禁带钙钛矿太阳能电池。别看它只有0.25 cm²那么点大，最大功率点跟踪下的功率转换效率已经达到了18.35%。在实验室里测试的时候，更大尺寸的1 cm²电池也跑出了18.5%的效率，这数据真是相当漂亮。 论文的第一作者、香港科技大学的申馨怡博士说：“我们的工作解决了真空沉积钙钛矿发展路上那个老大难的材料科学问题。”她通过设计蒸发过程来控制晶体的取向，不仅让电池的耐热性和抗光性变得跟那些先进的溶液法差不多，还保留了真空技术本身那种干燥、容易工业化的好处。 为了验证电池到底耐不耐造，研究人员按照国际有机光伏稳定性峰会（ISOS）的标准去折腾。在ISOS-L-2这种加速老化测试里，电池被放在75度左右的空气里开着机暴晒整整1080个小时。结果发现它在这种严苛条件下依旧保持着峰值性能的80%，这说明稳定性已经相当过硬了。 用了操作条件下的高光谱成像技术后，大家就能像看X光一样看到电池内部的实时变化。这种技术能把每个像素上的光信号都画出来，让我们在微观尺度上看清了那些导致器件老化的具体原因。林彦宏教授就说：“通过这个技术，我们获得了对器件物理学前所未有的时空认识。”他们在微观上直接看到了卤化物偏析和陷阱介导的过程，并且把这些微观特征跟宏观的性能表现直接联系了起来。 最后说个更让人振奋的消息：在意大利进行的一次户外试验中，他们的全真空沉积叠层电池在户外跑了8个月后，依旧能保住初始性能的80%左右。这对于迈向稳定的钙钛矿/硅叠层电池来说绝对是一大步。至于这项研究为什么这么重要？因为在叠层电池里，钙钛矿顶电池叠在硅底电池上能吸收更多阳光。 用了改进后的薄膜后，研究人员在带有微米级纹理的工业标准硅异质结电池上实现了完美覆盖。他们做出了一块1 cm²的叠层太阳能电池，效率居然高达27.2%！这就说明高质量的真空沉积钙钛矿层对于叠层结构来说简直就是如虎添翼啊！ 这次的成果不仅解决了长期困扰大家的晶体生长问题，还让钙钛矿/硅叠层太阳能电池的规模化生产更近了一步。如果各位朋友对科技新闻感兴趣的话，不妨关注一下“知新了了”这个平台哦！