无铅太阳能电池技术取得新进展

太阳能可谓目前最廉价的能源，它不仅永久可持续而，且容易获取并转化为其他形式的能源。但目前太阳能电池的基础技术是一种用铅制造的钙钛矿结构。据ENN环境新闻网报道，美国西北大学的研究人员发明了一种新的太阳能电池，用锡来代替以铅制造的钙钛矿，“效率更高”。

这种高效的太阳能电池成本低、有益环保且化学制备简单，无需复杂的设备或有害的材料。新电池材料发明者、无机化学和锡元素专家迈尔库里·卡纳茨迪斯（Mercouri G. Kanatzidis）说：“从太阳能电池中去除铅具有重大意义。锡是一种非常可行的材料，我们已经证明该材料确实是一种高效的太阳能电池材料。”

通常太阳能电池利用含铅的钙钛矿结构作为吸光材料，而新太阳能电池则用锡替代铅。铅钙钛矿结构的光转化效率为15%，锡钙钛矿结构将有望提高这一效率，并将成为光伏太阳能技术的又一重大突破。

新材料联合研发者、美国西北大学纳米材料专家罗伯特·常（Robert P. H. Chang）将其工程化为正常工作的太阳能电池。他说：“我们的锡钙钛矿层位于两个用于向外传输电流的电荷传输层之间，是一个高效的太阳光吸收层。”

卡纳茨迪斯介绍说，固态锡太阳能电池转化效率在6%以下，锡材料的特别之处有两点：一是它可以吸收大部分可见光，二是钙钛矿盐能在不加热的情况下依靠改良溶剂可以进行溶解。他说：“新材料能够超过铅钙钛矿太阳能电池15%的光转化效率。锡和铅在元素周期表中位于同一组，因此我们相信新材料会有相同的结果。”

钙钛矿太阳能电池是从2008年开始并且只在实验室研制的技术。2012年，卡纳茨迪斯和常研发了新型锡钙钛矿太阳能电池，并称其有望提高太阳能电池的电转化效率、降低制备成本，同时有利于环境。新无铅太阳能电池技术的详细内容发表在今年5月4日出版的《自然-光子学》杂志上。（森林）