格拉兹尔实验室2013年在《自然》（Nature）期刊上发表的论文中，用扫描电子显微镜观察到的钙钛矿电池横截面图像。从上往下依次是金（作为阳极）、HTM空穴传输层，TiO2/CH3NH3PbI3（钙钛矿）、FTO透明导电玻璃，以及位于最下层的玻璃。
在层出不穷的钙钛矿太阳能电池相关研究中，科学家还发现，钙钛矿不仅吸光性好，也是不错的电荷运输材料。他们不断对钙钛矿材料和结构进行改善，以提高钙钛矿电池的光电转换率。于是就在同年，牛津大学的亨利˙司奈斯（HenrySnaith）将电池中的TiO2用铝材（Al2O3）进行了代替，这样钙钛矿在电池片中就不仅是光的吸收层，也同样可作为传输电荷的半导体材料。由此，钙钛矿电池的转换效率一下攀升到15％[8]。司奈斯表示，“钙钛矿电池的发展太快了，我觉得这个记录很可能马上被打破。”
果然，就在今年8月，加州大学洛杉矶分校的华裔科学家杨阳领导的研究团队，在《科学》（Science）期刊上发表最新研究论文称，他们通过改进钙钛矿结构层，选择更适合传输电荷的材料，让电池两端的电极能收集更多的电。这次研究中，钙钛矿太阳能电池的转换效率最高达到了19.3％[9]，成为该领域之最。
未来的清洁能源？
虽然我们已经能够量产转换效率高达25％的晶硅太阳能电池，以及转换效率17％的CIGS（铜铟镓锡）太阳能电池，但我们应该意识到，这些太阳能电池在产生清洁能源时，其生产成本并不低，在原料生产中也会造成一定的环境污染。而其他已量产的有机薄膜太阳能电池和有机无机杂化太阳能电池的转换效率则还停留在10％左右。
钙钛矿太阳能电池不仅转换效率有明显优势，制作工艺也相对简单。实验室中常采用液相沉积、气相沉积工艺，以及液相/气相混合沉积工艺制作。因此，更便宜、更容易制造的钙钛矿太阳能电池，很有可能改变整个太阳能电池的格局。今后，它的发电成本甚至有可能会比火力发电还低。
不过，我们还不能急着向它“托付终身”，想要实现钙钛矿电池的巨大商业价值，目前还有3个难题急需解决：
有毒。钙钛矿电池材料含有铅，这是一种对人体和环境有极大危害的元素。美国西北大学已研发出一种用锡代替铅的钙钛矿太阳能电池，不过这种电池的转换效率还只有6％。这种电池还处于研发初级阶段，效率在未来还有提升空间；
不稳定。钙钛矿中的铅容易氧化挥发，而当晶体遇水时则易分解。如果我们使用钙钛矿电池发电，它很有可能渗出流到屋顶或土壤中，对环境产生威胁；
寿命不长。目前，寿命最长的钙钛矿太阳能电池可达到1000小时，由华中科技大学和洛桑联邦理工学院合作研发。而传统晶硅电池寿命一般可达到25年，比钙钛矿电池长得多。
尽管钙钛矿的未来依旧困难重重，但在能源紧缺的今天，人们不会放弃任何产生新能源的机会。也许有一天，人类就要靠它来提供电力了。（编辑：球藻怪）
原标题:发展迅速的钙钛矿电池，会成为太阳能产业的黑马吗？
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