汽车高效钙钛矿太阳能电池的回收



汽车高效钙钛矿太阳能电池的回收

有机铅卤化物钙钛矿太阳能电池作为一种新的大规模且成本具有竞争力的光电技术显示出了巨大潜力，在其发展中，功率转换效率已超过15%～19%，因此钙钛矿材料在太阳能光伏发电的研究中受到极大关注。然而，钙钛矿太阳能电池的制造引发了铅矿石原料生产过剩的环境问题。介绍了通过汽车电池的再利用制造高效钙钛矿太阳能电池的环保过程，避免了有毒电池材料的处理,并为高效钙钛矿太阳能电池提供了可选择的现成的铅来源。使用来源于回收的电池材料和来源于高纯度商业试剂组装的钙钛矿薄膜，显示出相同的材料特性（即结晶度、形态、光吸收和发光性能）和光伏特性（即光电参数和电子复合抗性），表明回收的汽车电池对于生产钙钛矿太阳能电池的实际可行性。

介绍一种环保的合成方法回收汽车电池，以制造高效钙钛矿太阳能电池。汽车电池的阳极和阴极均可以作为碘化铅钙钛矿材料合成的材料来源。相比传统铅提取过程，利用回收电池材料的合成方法在较低温度（600℃）下进行，不会向环境中排放有害的铅蒸汽/灰尘和CO2。由汽车电池和高纯度试剂合成的碘化铅钙钛矿材料显示出相同的材料特性。通过每种途径合成的钙钛矿太阳能电池的光伏特性相同，说明设备质量不受源于二手汽车电池的材料影响。EIS测量指出，每种设备类型显示相同的电子复合抗性，表明碘化铅钙钛矿的电子传输特性相同。经济分析表明，单个铅酸电池可以提供足够的铅材料制造709m2钙钛矿太阳能电池，为美国内华达州拉斯维加斯30.2个住宅单位提供最充足的电力。通过这些技术可以寻找钙钛矿太阳能电池中铅的替代材料。希望环保的制造过程不仅可以广泛应用到钙钛矿太阳能电池技术，还能广泛应用到其它方面（如铅硫化物（PbS）量子点太阳能电池、锆钛酸铅（PZT）压电设备等）。

刊名：Energy & Environmental Science（英）

刊期：2014年第7期

作者：Po-Yen Chen et al

编译：王欣欣