石墨烯+钙钛矿+硅将成为最好的太阳能电池

尽管对“奇妙”的太阳能电池材料钙钛矿充满了兴奋，但容易忘记的是，仅仅几年前，石墨烯就成为了新兴清洁技术的热潮。石墨烯与钙钛矿相结合的理念，在很大程度上仍然是围绕在一个新的太阳能电池上。说起来容易做起来难！

如果一种新的基于石墨烯的解决方案成功的话，像这样的钙钛矿太阳能电池将会是下一个革命性发明。

在一个太阳能电池中加入石墨烯+钙钛矿

对于那些刚刚接触这个话题的人来说，石墨烯是一种二维材料，具有独特而强大的电子特性。2004年，研究人员从一大块石墨中剥离出一块胶带，并开始对附着在胶带上的超薄薄膜结构中摸索，之后发现了这种物质。

钙钛矿也是一种有助于太阳能电池性能的矿物。它的起源要比石墨烯更早一些，早在19世纪就出现在乌拉尔山脉。如今，合成钙钛矿变体可以在实验室里相对容易地制造出来。太阳能电池设计的挑战在于这两种材料都很讲究。众所周知，石墨烯很难处理，钙钛矿存在耐久性问题，需要在设计中加以考虑。

如果这听起来在一台设备上要处理的事情太多了，那的确如此。然而，研究人员一直在对石墨烯-钙钛矿的组合进行修补。在最新的转折中，一个位于意大利的团队围绕这两个挑战设计了一种太阳能电池，并实现了令人惊讶的26.3%的太阳能转换效率。

解决钙钛矿-硅太阳能电池瓶颈

实际上，26.3%并不是钙钛矿太阳能电池的最高纪录，与硅结合的比例略高于29%。然而，当转换效率和成本之间的权衡开始发挥作用时，优势可能会转向能够适应大批量、低成本制造技术的太阳能电池。

这项新研究是欧盟在罗马托尔维加塔大学的石墨烯旗舰项目、意大利理工学院、印度理工学院(IIT)的衍生项目、石墨烯专家贝斯维和西班牙清洁技术公司ENEA之间的合作成果。

你可以在最新一期的《焦耳》杂志上找到这篇论文的所有细节：“机械堆叠，基于双端石墨烯的钙钛矿/硅串联太阳能电池，效率超过26%。

这个团队的前提是，钙钛矿/硅串联太阳能电池可能是下一个了不起的发明，这是因为制造成本相对较低，而且有超过太阳能转换效率极限的良好机会。在团队找到解决方案之前，瓶颈是在制造方面。

简单的两端子电池机械堆叠有助于实现高性能的光伏设备。基本上，新方法是配置太阳能电池的每个部分，然后用石墨烯墨水辅助将它们连接在一起。研究人员表示，这项新技术可以应用于现有的钙钛矿太阳能电池，使用的是基于标准解决方案的制造方法。

石墨烯旗舰能源生产工作包的领导者，提供了技术解释(GRMs指的是石墨烯和其他用2d材料制成的油墨)。

这项开创性的工作表明，将GRMs油墨与随需应变的形态和可调的光电子性能串联在一起，可以实现高通量的工业制造。石墨烯和相关材料提高了这些设备的性能、稳定性和可扩展性。

据Kymakis称，这种新的太阳能电池将成为石墨烯旗舰项目的基础，该项目的目标是超过30%的太阳能转换指标，同时降低生产成本。保持高太阳能转换效率，同时增加太阳能模块的大小是另一个关键目标。

作为一个由欧盟委员会资助的项目，GRAPES承载了大量的货物。该项目的任务是“通过在大规模部署时提高这项技术的稳定性和效率，来提高欧洲对太阳能项目的接受程度。”