来自芬兰阿尔托大学、瑞典乌普萨拉大学和瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员利用单臂碳纳米管构成的薄膜完成了对太阳能电池寿命延长的展示，并得出结论，“随机网络”纳米管薄膜可提高钙钛矿型太阳能电池的长期稳定性。

太阳能电池原理

太阳能电池中最重要的元素之一就是半导体，如硅，因为半导体在某种条件下可以作为导体，而某种条件下也能作为绝缘体。太阳光中光子在照射硅原子的过程中会为其提供能量，导致硅原子中的电子被切断，最终致使太阳能电池内部能量失衡，当这些电子都朝同一方向流动时，就会产生电流。

硅电池

由硅材料做成的太阳能大电池的寿命大概是20到30年左右，且其工业生产效率也很高，但是我们依旧需要找到替代硅的新材料以降低制造硅电池所消耗的大量能量。据统计，一个硅电池两到三年时间产生的能量总和大概才达到了制造该电池消耗的能量大小，相比之下，钙钛矿型太阳能电池只需要两到三个月就能产生大于制造其所消耗能量的能量值。

钙钛矿太阳能电池

瑞典乌普萨拉大学的研究人员Kerttu Aitola表示，传统的钙钛矿太阳能电池的导电层由有机材料和覆盖在有机材料上的一层薄薄的金介质层组成，这种太阳能结构很容易瓦解和扩散。

碳纳米管薄膜

他补充道：“我们将金介质层和部分有机材料替换成碳纳米管薄膜，并利用该方法在60度条件下、在充足的光照材料下验证了太阳能电池获得了良好的使用稳定性。”

在研究当中，厚的黑色薄膜因具有高导电性，可用在不需要太阳光照射的电池背部，碳纳米管薄膜也可以加工成很薄的一层透明色薄膜，用在直接接触太阳光的电池前侧。

图为电子显微镜图像中太阳能电池的横截面

柔性太阳能电池

此前，柔性太阳能电池是由塑料导电层组成，与塑料导电层相比，纳米管薄膜制成材料的柔韧性更加卓越，且成本更低。由于其高度柔韧性，我们可以想象生产这种材料就像生产卫生纸一样，可以进行辊卷处理。

Aitola表示：“柔性太阳能电池有一大优点，就是很容易就能融于建筑物当中，甚至，你自己都可以把柔性太阳能电池挂在自家窗户上。”

文章链接：

Kerttu Aitola, et al, "High Temperature-Stable Perovskite Solar Cell Based on Low-Cost Carbon Nanotube Hole Contact," Advanced Materials · February 2017, DOI: 10.1002/adma.201606398

（本文来源：大国重器——聚焦世界军用电子元器件，ID：ElectronicComponent；）

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