03.30 新型高效、低成本、石墨烯电极的半透明钙钛矿太阳能电池

由于对建筑集成光伏系统(BIPVs)的需求日益增加，开发高效、低成本的透明或半透明太阳能电池来替代现有的不透明和昂贵的硅基太阳能电池板变得越来越重要。

香港理工大学应用物理系已成功研制出高效率及低成本的石墨烯电极半透性钙钛矿太阳能电池。

在掺杂氟的氧化锡底部电极(FTO)或石墨烯顶部电极的照射下，这种新发明的功率转换效率(PCEs)约为12%，而传统的半透明太阳能电池只有7%。

其潜在的低成本低于每瓦0.5港元，与现有硅太阳能电池的成本相比降低了50%以上，将使其在未来得到广泛应用。

太阳能是可再生能源的重要来源，利用太阳能电池的光伏效应将光能直接转化为电能。

第一代晶硅太阳能电池板是高度稳定的，具有高效的能量转换，但不透明和昂贵。

第二代太阳能电池，即薄膜太阳能电池，重量轻，可制成柔性电池。

然而，它们是由稀有材料制成，结构复杂，需要高温处理。

近年来，随着生产高pce、易制造、低成本的太阳能电池板的研究目标，科学家们一直在研究第三代太阳能电池。

钙钛矿太阳能电池作为一种新型的第三代太阳能电池，由于其功率转换效率高、制造工艺简便、成本低等优点，近年来受到了广泛的关注。

为改善PCEs及降低半透明太阳能电池板的成本，理大研究人员研发出首个以石墨烯为电极的半透明钙钛矿太阳能电池。

石墨烯是太阳能电池透明电极的理想候选材料，具有高透明性、良好的导电性和潜在的低成本。

太阳能电池的半透明特性使其能够吸收两侧的光线，可广泛应用于窗户、立面、百叶和建筑物屋顶，将太阳能转化为电能，从而大大增加了收集太阳能的表面积。

石墨烯作为一种先进材料，早在十多年前就已被发明出来，而理大则创新了简单的处理技术来提高石墨烯的导电性，以满足其在太阳能电池中的应用需求。

首先，石墨烯的电导率显著提高，通过在导电聚合物聚(3,4-乙二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)的薄层上涂覆一层导电聚合物，该聚合物在叠层过程中也被用作钙钛矿活性层的附着力层。

其次，为了进一步提高功率转换效率，理大研究人员发现，采用多层化学气相沉积石墨烯作为顶部透明电极制作太阳能电池，可以在保持电极高透明度的同时，进一步降低电极的板电阻。

最后，通过改进钙钛矿薄膜上的顶部石墨烯电极与空穴传输层(spiro-OMeTAD)的接触，进一步优化了本发明的性能。

由于石墨烯具有良好的机械弹性，且制备方便，本发明可用于印刷或卷对卷工艺的半透性钙钛矿太阳能电池的批量生产。

这种半透明的太阳能电池将填补现有太阳能电池无法填补的市场空白。