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鈣鈦礦太陽能電池（perovskite solar cells, PSCs）的光電轉(zhuǎn)換效率在近幾年以不可思議的速度提升——從2012年的14％提高到2014年的20％。相比之下，硅太陽能電池取得類似進(jìn)步,，花了超過二十年。

鈣鈦礦太陽能電池,。圖片來源：laserfocusworld.com

今年早些時候，韓國科學(xué)家制造的甲脒鉛碘化物（formamidinium lead iodide, FAPbI3）鈣鈦礦型材料,，曾經(jīng)以20.1%的光電轉(zhuǎn)換效率打破了鈣鈦礦太陽能電池的記錄（Nature, 2015, DOI:10.1038/nature14133）,。最近，他們又發(fā)明了一種新的方法來制造這種材料,，有望突破之前他們自己創(chuàng)造的轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄,。

科學(xué)家們的這一方法同時考慮了“效率”和“成本效益”，他們將二碘化鉛-二甲亞砜膜浸入到甲脒碘化物溶液,，因為甲脒碘化物對二碘化鉛的親和力比二甲亞砜要高,，所以甲脒碘化物取代了晶格中的二甲亞砜，從而形成了FAPbI3鈣鈦礦結(jié)構(gòu),。這一分子內(nèi)交換（intramolecular exchange）過程產(chǎn)生的FAPbI3薄膜具有(111)-擇優(yōu)結(jié)晶取向,、大顆粒且致密的微觀結(jié)構(gòu)、無二碘化鉛殘留的平整表面,。

由該高質(zhì)量FAPbI3薄膜制備的太陽能電池可以從更廣闊的太陽光譜吸收太陽光,，實驗證明其最大光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了20.2％，也就是說,，韓國科學(xué)家們再一次造出了迄今為止表現(xiàn)最好的鈣鈦礦太陽能電池,。

該研究成果發(fā)表在《Science》上。