近日，英国剑桥大学的国际科研团队发现，采用简单的钾溶液可以提高新一代太阳能电池的光电转换效率，将更多的阳光转化为电力。

钙钛矿（Perovskite），是一类有着与钛酸钙（CaTiO）相同晶体结构的材料。

卤化物钙钛矿由于其优异的光电性质，能带连续可调，易于制备，成本低廉等一系列优势，成为新一代光电器件领域的有力竞争者。尤其是在太阳能电池领域，钙钛矿太阳电池效率由2009年的3.8%提升到目前的22%以上，只用了不到10年的时间，不可谓之不迅猛。

钙钛矿材料的应用前景非常广，例如光通信、数据存储、太赫兹通信、太阳能电池领域。目前，备受关注和追捧的要属钙钛矿太阳能电池。钙钛矿太阳能电池投入市场以及大规模应用指日可待，并有望引领未来太阳能电池市场的新走向。

韩国蔚山国立科技研究所（UNIST）发明的钙钛矿太阳能电池

阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）采用钙钛矿纳米晶体进行照明和数据通信

瑞士洛桑联邦理工学院采用钙钛矿材料进行数据存储

尽管如此，就算是目前最好的钙钛矿太阳能电池中，钙钛矿的发光效率仍远低于100%，这为提高钙钛矿太阳能电池的效率留下了足够大的改进空间。这主要是因为，寄生非辐射损失以及光诱导离子隔离，导致钙钛矿发光效率不高。

钙钛矿晶体生成的原子尺度图像

有鉴如此，英国剑桥大学Samuel D. Stranks课题组基于卤化钾钝化策略，极大地提高了钙钛矿发光效率，并相应地提升了对应的钙钛矿太阳能电池的发光效率。研究结果发表于《自然（Nature）》杂志。

在这项研究中，研究人员将碘化钾添加到钙钛矿墨水中，这种墨水可自组装到薄膜中，改变了钙钛矿层的化学成分。这种技术兼容卷对卷制程（roll-to-roll processes），这意味着它是廉价且可扩展的。碘化钾在钙钛矿的顶部形成一个“装饰”层，可以修复缺陷，使得电子运动得更加自由，同时也限制了离子的运动，从而使得材料在期望的能带隙条件下更加稳定。

钙钛矿和钾组成的器件在测试中显示出良好的稳定性，光电转换效率达21.5%，与目前最佳的钙钛矿基太阳能电池相似，而且接近硅基太阳能电池的实用效率极限（29%）。由两层钙钛矿组成的、具有理想能带隙的叠层电池的理论效率极限是45%，实际极限是35%，这两个值都高于目前硅的实际效率极限。