综述：钙钛矿太阳能电池：全球发展动态及阿根廷在科学与工业领域的应用前景

《Next Energy》：Perovskite solar cells: Global advances and prospects for scientific and industrial development in Argentina

　　

摘要

在过去的十年中，金属卤化物钙钛矿太阳能电池取得了快速发展，它兼具较高的实验室转换效率以及低温、溶液法制备的优势。然而，其商业化仍需解决三个相互关联的难题：可大规模生产的制造工艺、长期的运行稳定性，以及铅元素的有效管理。本文总结了关于钙钛矿材料、器件结构以及可大规模应用的沉积技术（溶液法和气相法）的最新研究成果，并将全球范围内的技术经济分析结果——尤其是制造成本和电力平准化成本的影响因素——与阿根廷正在发展的科学和技术能力进行了对比。在工业生产层面，材料成本在总制造成本中占据主导地位，而溶液法加工工艺（刮刀涂布、模头涂布、丝网印刷）则能提高材料利用率，为实现连续式生产提供可行路径。在系统层面，器件的使用寿命和性能退化情况对电力平准化成本的影响比峰值效率更为重要，不过这两方面依然至关重要。在阿根廷，目前已有将铅回收为高纯度PbI?、合成有机钝化分子以及进行生命周期评估的相关研究，再加上该地区较高的太阳辐射强度，这些因素为阿根廷在试点生产规模扩大之前，先在关键原材料领域及精细化学领域取得优势提供了可能。基于这些分析，我们为处于发展中的国家提出了一项分阶段的战略：（1）在关键领域建立自主的原材料供应体系、精细化学生产能力以及相关知识产权；（2）通过针对性的自动化手段开展试点规模的溶液法加工，以提高产量和产品质量；（3）在器件使用寿命尚在完善阶段时，将其应用于建筑一体化光伏、柔性电子、室内照明及物联网等初期需求领域。我们将科学能力与具有明确目标的政策相结合，认为钙钛矿太阳能电池能够帮助中等收入经济体更积极地参与到下一代太阳能产业链的发展中。

卡洛斯·瓦尔德维亚·阿尔坎塔拉