劳伦斯伯克利国家实验室的科学家们近日发现藏在纳米级结晶材料中的秘密，这将可以提高钙钛矿太阳能电池的转化效率。

一种含有晶体结构的矿物质钙钛矿太阳能电池最近引起了科学家的关注。就像有机太阳能电池一样，它们价格便宜，而且容易装配。更重要的是，钙钛矿太阳能电池的能量转化效率比其他物质的太阳能电池都要增长的快，2009年其转化率为3%——而现在的转化率为22%。

2016年7月4日，在自然能量杂志上发表的一篇文章揭示，伯克利实验室的科学家发现了钙钛矿太阳能电池的一种惊人特性，并可以利用来提高电池的转化效率至31%。

利用光敏原子显微镜，科学家在放射层观测到两个与光电效率有关的性能。观测显示，在它的表面由200纳米高的颗粒物质组成，每一个小颗粒都像宝石一样是多角形。

出乎意料的是，科学家发现单独小颗粒每个面的能量转化效率都大为不同，一些小平面的转换率可达31%。

科学家称这些转化率表现最佳的小平面就是提升太阳能电池高转化率的秘密法宝，尽管还需要更多的研究去证明这一点。

“如果这些物质可以合成，只留下转化率高的平面，我们将会看到钙钛矿电池转化率的大大提升，可能会达到31%，”分子学博士后Sibel Leblebici说。

实验开始的时候Leblebici正在研究一个新的项目。“我认为钙钛矿是现在太阳能界最让人兴奋的东西，我真的很想看看其他科学家在还没有被广泛研究的纳米级项目中的工作进展，”她说到。

科学家们同样也在没有电极层的半电池上进行了第二组实验。他们把8个这样的电池放在一平方厘米大小的薄膜上。同样也对电池的两个光电效率性能进行测试：光电流的产生及开路电压。

结果显示在同一个颗粒的不同平面上光电流的产生有细微差别，开路电压也有0.6伏特的差别。另外，拥有高光电流的小平面也有更高的开路电压。

“这是一个巨大的发现。这是第一次研究出，钙钛矿太阳能电池的转化效率与其颗粒物质上的小平面有关，”Weber-Bargioni说。

每个小平面的作用就像特别小的太阳能电池，所有的连接都是平行的。正如科学家研究，在装置中，有些电池的效率高，有些电池的效率低，电流通过不好的电池，将拉低整个装置的性能。如果物质可以合成，只剩高转化率的小平面，这样由转化率低的小平面导致的损失就会大大减少。