钙钛矿“铅”泄漏解决方案

而地球上的能源有限，就需要科研人员不断开发新能源，这就再当下最需要研发太阳能的使用。“铅泄漏”是钙钛矿光伏电池面临的巨大挑战，这到并非是钙钛矿电池的含铅量比晶硅电池更多，而是担心钙钛矿电池所含的铅更容易进入土壤环境，而晶硅电池所含的铅都不溶于水。

这也是钙钛矿电池作为一种新兴技术所要面对的质疑。面对质疑，协鑫纳米的钙钛矿领军专家范斌为此专门准备了一个试验：将钙钛矿光伏组件/电池浸泡在水中，再检测水中的铅含量和电池/组件的功率损失。尽管试验表明泄漏到水中的铅含量远远低于人们的想象和安全阈值，但钙钛矿科学家依然在尝试和努力：

- 开发不含铅的钙钛矿电池;

- 用新材料来吸收铅，阻止铅泄漏

2月19日，《Nature》杂志发表了一篇NREL的研究成果，研究人员通过在钙钛矿电池的正面和背面覆盖铅吸收膜的办法来解决这种风险。研究成果表明，“在实验室环境中太阳能电池受到严重损坏的情况下，吸铅膜隔离了96%的铅泄漏。”

无独有偶，更好的消息传来，TestPV了解到，浦项大学POSTECH研究小组在铅吸收试验中也取得了重大进展。

POSTECH研究小组由在生产高效钙钛矿太阳能电池时应用乙二醇侧链开发了一种空穴传输聚合物Alkoxy-PTEG，可以溶解在薄荷油中。试验证明，这种聚合物能捕获老化的钙钛矿太阳能电池中的泄漏铅。钙钛矿太阳能电池使用具有类似钙钛矿晶体结构的材料作为光敏层，其独特的特征是很好地吸收光，并具有廉价和高效的特点，因此，被称为“下一代太阳能电池”。但是问题在于，钙钛矿电池使用的传输层是有机材料，在生产过程中使用有毒的化学溶剂，对环境有害，此外钙钛矿电池中的铅在老化时会泄漏。

为了让生产过程更绿色，研究小组需要设计一种新材料，可以溶解在薄荷油(3-甲基环己酮)或核桃芳香食品添加剂(2-甲基苯甲醚)中，以替代以前使用的有毒化学溶剂。研究团队发现用薄荷油作为溶剂处理钙钛矿型太阳能电池，并不添加任何化学添加剂，太阳能电池的效率达到了19.9%，当使用核桃香精食品添加剂时，电池效率达到了21.2%。

更重要的是，通过磁共振分析试验发现，老化的钙钛矿太阳能电池中的乙二醇侧链能很好地锁定铅，防止铅泄漏。此外，传统的钙钛矿太阳能电池的缺点在于湿气稳定性低，新开发的聚合物经过30天浸水试验后，电池效率仍保持88%，并表现出很高的稳定性。

浦项大学的研究人员Taiho Park教授认为，新型聚合物在不破坏钙钛矿电池的结构的前提下，可以使用绿色溶剂，有更好的防水性和电池效率稳定性，还能很好地锁定铅防止铅泄漏。目前太阳能还未能更好被人类利用，需要科研人员不断努力，研究出更高效地产品，这样才能保证我们人类的能源够人类发展所需。