无毒材料让新太阳能电池脱毒 “绿色元素”铋可替代铅

英美跨国团队已经用理论和实验方法，成功将周期表中的“绿色元素”铋应用在低成本太阳能电池上，光转化效率达目前市场最高水平，且避免了铅基电池的毒性。这一重大进展发表在最新一期的《先进材料》杂志上。

目前覆盖在屋顶上的大多数太阳能电池的主材料是硅，虽然其在光与能量的转化方面效率较高，但必须确保非常高的纯度，才能进行密集的能量转化，但这一特性使其生产成本居高不下。

过去几年中，研究人员一直在寻找相似或更好的替代材料，其中最有希望的组合是“混合卤化铅钙钛矿”，它具有便宜、易于生产、像硅一样高效等优势，似乎能够引领太阳能电池领域的革命。然而，钙钛矿太阳能电池在科学界一直有争议，原因在于这类电池中的铅物质可能对人类、动物和环境构成切实的危害。为此，全球从事太阳能电池材料研究的科学家，始终没有停止寻找新的无毒材料，希望可以替代钙钛矿太阳能电池中的铅。

此次，英国剑桥大学卡文迪许实验室、美国麻省理工学院、美国国家可再生能源实验室和科罗拉多矿业学院的研究人员组成的团队发现，在周期表中与铅毗邻的铋，或许可以取而代之。它虽为重金属，但属性无毒，是一种“绿色元素”，被广泛应用于化妆品、个人护理用品和药品。

研究团队的成果显示，碘氧化铋在空气中可以保持稳定长达197天，较铅卤化钙钛矿有明显改善。科研人员认为，基于铋的太阳能电池元件，可以使用常规的工业技术进行低成本和规模化制造。