英国公司将钙钛矿-硅晶太阳能电池转换效率提升至27.2%

太阳能技术的进步可谓日新月异，光电转换效率纪录几乎每隔几周就会翻新。比如最近英国太阳能公司 Oxford PV 便将钙钛矿-硅晶太阳能技术的效率提高至 27.2%。

硅晶太阳能为当前产业首选技术，便宜、高效又稳定的优势让太阳光电成为最受欢迎的再生能源，但以目前已大规模商业化的技术而言，其转换效率预期很难超过 25%，因此科学家一直在寻找另一个太阳能明日之星。

钙钛矿则是太阳能领域后起之后，光电转换效率在 9 年内增加到可与硅晶太阳能媲美的 22%。

近年来，科学家更为了寻求突破与新材料，纷纷将钙钛矿与硅晶太阳能相结合，让原本处于市场竞争关系的太阳光电材料握手言和，成为新型太阳能电池。

英国 Oxford PV 便以此技术成功研发出 1 平方公分大小的高效率钙钛矿-硅晶太阳能电池，该效率除了获得德国 Fraunhofer 太阳能系统研究所（ISE）认证，也突破了单一接面式（Single Junction）硅晶太阳能电池 26.7% 的纪录。

该公司并不期望能将单一太阳能材料效率最大化，反而利用钙钛矿与硅晶电池各自优缺点与不同能隙特性，拼将钙钛矿-硅晶太阳能电池转换效率跃升至 30% 以上。

理论上，由于钙钛矿与硅晶材料能隙宽度不一，两者光吸收范围并不会重叠，因此可各司其职：钙钛矿负责吸收绿光、蓝光并转换为电能，矽则用于吸收红光与近红外光。

但现实往往没那么简单，能隙重叠效应（bandgap overlap effect）仍将底层硅晶太阳能电池的效率砍半，大大影响整体太阳能效率。

为研发出高效率钙钛矿-硅晶太阳能电池，该公司结合转换效率达 17% 与 22% 的钙钛矿与硅晶太阳能电池，但由于能隙重叠效应，最终转换效率比预期少了 11% 左右。

不过，与一般硅晶与钙钛矿电池相比，转换效率 27.2% 已算是产业大突破。Oxford PV 目前也正努力在德国生产 156mm×156mm 商业尺寸钙钛矿-硅晶太阳能电池，并试图出售其概念。

Oxford PV CEO Frank Averdung 指出，公司目前的最大挑战不是在提升转换效率，而是要稳定其性能。由甲基氨基碘化铅（MAPbI3）制成的钙钛矿遇到湿度会有衰退问题，该公司希望能逐一突破，并希望在 2019 年投入测试，于 2020 年推出产品。

Oxford PV 并非世界第一个研发钙钛矿-硅晶太阳能电池的团队。

2018 年 2 月，美国布朗大学与内布拉斯加大学林肯分校（UNL）已如火如荼研发该技术，还希望研发出不含铅的钙钛矿电池。

瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）与瑞士电子和微技术中心（CSEM）组成的团队，也在近期将该类型电池转换效率提高到 25.2%。

或许，钙钛矿-硅晶太阳能电池效率达 30% ，已指日可待。