每当我告诉人们我用太阳能电池工作时，我会被问到同样的两个问题：他们是否真的很便宜？ 你能帮我一些吗？ 第二个问题的答案是否定的，第一个答案是肯定的。 同比，太阳能电池板的价格一直在下降，并且可以将光转换成能源。
与此同时，化石燃料成本继续上涨，未来几年我们将达到成本重叠的地步 - 有些数字表明 这可能已经发生了。 问题不在于太阳能是否能取代化石燃料作为最便宜的能源生产手段，而是何时取代。
虽然这为太阳能行业提供了巨大的推动力，但太阳能行业目前的主要兴奋点是由于一种新型材料 钙钛矿。 结合一些主流材料的一些最好的质量，它已被证明非常灵活 - 谢菲尔德大学的研究人员制造的钙钛矿太阳能电池作为喷雾液体。 那么什么是钙钛矿，它周围有什么嗡嗡声呢？
太阳能电池是太阳能电池板对光线起反应的部件，是由所谓的太阳能电池组成的 光伏材料。 当光击中这些材料时，电子被释放以穿过材料。 通过仔细设计这些太阳能电池的结构，可以将这些电子收集成电流。 这个过程提供了太阳能电池板的一些神奇的属性 - 阳光和电力输出。
在太阳电池板里面
一般来说，太阳能电池可分为两个不同的组别 - 基于无机光伏材料，如硅或硅 碲化镉，以及那些基于特定有机化合物，如 PCDTBT。 两者各有优缺点。
无机材料在工业上已经很成熟，能够以高于20％的效率将光转换成电能，并创造出超过25年寿命的太阳能电池板。 缺点是所需的原材料，特别是硅，可能是昂贵的。
有机太阳能电池基于潜在的低成本材料，甚至可以由液体溶液制造，这使得它们非常快速且便宜地生产。 然而，即使在实验室规模上，有机太阳能电池也难以达到超过10％的效率。 更重要的是，有机化合物在光照下逐渐分解，常常将面板寿命缩短至数月或数周而不是数年。 因此，这些有机材料很少用于生产太阳能电池板，因为没有人喜欢每隔六个月爬上屋顶取代它们的想法。 理想情况下，我们需要一种具有无机材料的性能和长期稳定性的太阳能电池以及有机材料的超低成本。
进入钙钛矿
在过去的几年里，太阳能研究见证了一类新的材料的出现 钙钛矿。 这是一种杂化有机 - 无机材料，基本上是一种无机元素连接的有机化合物。 钙钛矿是指特定类型的晶体结构，其在某些矿物中天然存在。 这些杂化化合物具有这种晶体结构，但也是有机氨和甲基与无机碘化铅或氯化铅分子连接的复杂组合。
围绕这些材料兴奋的原因是他们已经开发出了令人咋舌的惊人速度。 以前，无论何时发现新材料，都需要进行一些10-20研究才能达到10％的效率。 钙钛矿太阳能电池只出现在2012，但已经计时的转换 超过19％效率。 太阳能研究的发展速度是前所未有的。
作为一种混合材料，以及无机材料具有良好的效率，钙钛矿还可以利用有机太阳能材料作为液体溶液的能力。 这就是谢菲尔德大学David Lidzey教授团队利用钙钛矿作为液体涂料喷涂到基材上的优势。 这允许太阳能电池以大量和低成本制造。
钙钛矿的未来
这是否意味着所有未来的太阳能电池将基于钙钛矿？ 现在说还为时过早。 虽然他们有很多好处，但还有一些关键的挑战需要克服。
关于材料铅含量对环境的潜在影响，有一些问题（尽管正在进行的工作是取消对铅的要求），以及如何轻松地将生产扩大到有用的商业规模。 与有机太阳能电池一样，它们的长期稳定性也是非常有问题的，它们对湿度特别敏感 - 几滴水就能完全破坏材料。
因此，建造一个能够在室外生存几十年的钙钛矿太阳能电池板模块很可能还有一段路要走 - 实际上并不能保证这是可能的。 但可以肯定的是，钙钛矿太阳能电池的潜力是惊人的，如果材料的承诺能够实现，它可以彻底改变太阳能的能力。
关于作者
Jon Major是利物浦大学的研究员。 他的研究兴趣包括薄膜，光伏，半导体和透明导体。
披露声明： 
Jon Major隶属于SUPERGEN超级太阳能研究联盟。
推荐书：
绿色巫术：养护，太阳能，有机园艺以及适当技术工具包中的其他动手技能-John Michael 格里尔
古代巫师是自由职业的知识分子，在农业，航海，政治和军事科学，语言，商业，数学，医学和自然科学等方面的全面教育的支持下，贸易的主要存货是良好的建议。 对于任何关心减少对超负荷工业体系的依赖的人来说，这本书是一本必读书，在严重的能源短缺和经济困难的世界里，让生活变得不那么痛苦，更加宜居。 从生态学的基本概念到大量的实用技术，绿色巫术是今天的向导训练的综合手册。
点击这里 更多的信息和/或订购这本书。
