随着气候变化引起全世界的关注，弗吉尼亚大学和康奈尔大学的科学家在理解新兴太阳能电池的物理特性方面取得了重大进展，这些太阳能电池有可能大幅降低太阳能的成本。
太阳能电池仍然是科学研究的焦点，因为太阳能提供地球上最丰富的能量来源。然而，对由硅制成的传统太阳能电池的担忧是它们的成本。即使最近有所改进，它们仍然需要制造大量的电力和工业加工。
2009年，能源研究人员将注意力转向了一类名为“金属卤化物钙钛矿”或MHP的材料。弗吉尼亚大学化学工程助理教授Joshua Choi说，它们像油漆一样喷在固体物体上。随着溶液干燥，MHP结晶成薄膜，可用于捕获太阳能电池中的能量。
短短几年内，MHP太阳能电池经过精心设计，其性能可与传统硅太阳能电池相媲美。对于任何光伏材料而言，这是历史上记录最快的改进，并且已经由位于科罗拉多州戈尔登市的国家可再生能源实验室进行了验证。
挑战在于这些现有的MHP太阳能电池不大于人的指甲。
“要真正具有技术相关性，”Choi说，“我们需要能够在保持甚至提高太阳能电池效率的同时扩大这一过程。为此，我们需要了解这种材料如何从解决方案中结晶和生长变成一部薄膜。“
与来自康奈尔大学高能同步加速器源的科学家合作，Choi和他的团队从国家科学基金会获得资金，通过将MHP晶体暴露在高强度X射线下，实时监测MHP晶体在原子水平上的生长。
科学家们将于7月22日至26日在科罗拉多州丹佛举行的美国晶体学会第66次会议上介绍他们的研究结果。
通过向溶液中添加不同的化学物质，他们能够控制MHP晶体形成的速度以及它们在表面上生长的方向。Choi表示，MHP晶体在表面上的特定取向会影响太阳能电池的表现。
此外，这项研究为这个新兴领域提供了有关MHP晶体形成的各种见解，科学家们在确定如何制造可以降低太阳能价格的大型MHP太阳能电池时需要这些洞察力。
但MHP太阳能电池不仅仅是它们降低成本的潜力。
“MHP太阳能电池可用于柔性，轻质材料，”Choi说。最终目标是使制造MHP太阳能电池像印刷报纸一样简单，生成薄薄的太阳能电池材料卷，可以很容易地应用于房屋，汽车或其他任何需要的地方。
许多现有MHP太阳能电池的一个显着缺点是它们含有铅。研究人员正致力于寻找无毒的可行替代成分。
Choi和他的研究由NASA资助，NASA正在研究MHP用于高温太阳能电池的可能性，这些太阳能电池可以安装在太空探测器中。在其他地方，MHP已经用于激光器，光电探测器，晶体管和发光二极管(LED)。
尽管如此，正是太阳能电池可以为MHP提供解决紧迫全球问题的最佳机会。
“为了减轻气候变化的影响，并确保美国和世界的能源安全，提出可再生能源非常重要，而不仅仅是依靠基于化石燃料的能源，”崔说。
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