钙钛矿矿物支持太阳能可持续发展_专栏

如图所示，用钙钛矿制成的太阳能电池有望成为一种节能，可扩展和持久的太阳能电池板制造方法。图片来源：Dennis Schroeder /国家可再生能源实验室

康奈尔大学的工程师们已经发现，太阳能电池板上的全钙钛矿结构的光伏晶片比最先进的晶体硅制成的光伏电池，以及钙钛矿-硅串联(堆叠的能更好地吸收光线的饼状电池)电池的性能更好。

根据康奈尔大学7月31日发表在《科学进展》(Science Advances)上的研究，除了提供比硅基太阳能电池板更快的初始能源投资回报外，全钙钛矿太阳能电池还能减缓气候变化，因为它们在制造过程中消耗的能源更少。

工程学院能源系统工程的Roxanne e和Michael J. Zak教授Fengqi You说:“太阳能板的分层串联电池提供了更高的效率，所以这是一个很有前途的途径来广泛应用光伏。”

他说:“具体来说，钙钛矿使太阳能电池板的制造变得既经济又高效。”“我们的论文是对这些钙基串联太阳能电池的全面的能源和环境评估，因为我们试图为更可持续的光伏发电绘制路径图。”

这篇题为“高性能钙钛矿串联太阳能电池的生命周期能源使用和环境影响”的论文，比较了由硅和钙钛矿组成的现代串联太阳能电池的能源和生命周期环境影响。

生产钙钛矿串联太阳能电池比硅或钙钛矿-硅串联太阳能电池留下更小的碳足迹。你曾说，为太阳能电池板制造纯硅电池是一个能源密集型的过程，需要极高的压力和热量，并留下了大量的碳足迹。

在制造太阳能电池板的过程中，钙钛矿需要更少的处理，也更少的热量和压力，你说。

硅光伏需要一笔昂贵的初始能源支出，而最好的硅光伏需要18个月的时间才能获得投资回报。研究人员称，采用全钙钛矿串联结构的太阳能电池片在短短四个月内就能获得能源回报。“这是4.5倍的降幅，这是非常大的，”你说。

但是太阳能电池板不会永远使用。经过几十年的使用，硅太阳能板的效率降低，必须退役。而且在制造阶段，分解硅板进行回收利用是能源密集型的。钙钛矿电池可以更容易地回收。

你说:“当硅基太阳能电池板的效率生命周期结束时，必须更换电池板。”“对于硅来说，就像在其使用寿命结束时替换整辆汽车，”而替换钙钛矿太阳能电池板就像安装一块新电池。

采用材料和加工步骤，使钙钛矿太阳能电池的制造可扩展，对发展可持续串联太阳能电池也是至关重要的，你说。

你说:“钙钛矿电池很有前途，在变得更便宜、更节能、可扩展和更持久方面具有巨大潜力。”“太阳能的未来需要是可持续的。”

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