传统的太阳能电池板是由硅制成的，硅很昂贵，而且很沉重，需要大量的能源来生产，碳排放很大。这似乎与太阳能作为一种清洁能源形象不相配。

于是，一种称为钙钛矿太阳能电池 (PSC) 的新型高效电池被市场看好。这是一种更便宜、更轻的替代品。钙钛矿太阳能电池可以使用广泛可用的材料在本地制造，与硅电池相比，制造它们的碳排放量不到一半。

钙钛矿相对于硅的另一个优势是它们是柔性的而不是刚性的。这意味着它们可以使用丝网印刷等技术直接印刷到涂层钢等材料上。

研究人员表示，如果转换效率和技术上获得突破，这可能会带来游戏规则的改变，导致具有内置太阳能发电技术的建筑行业使用的创新钢铁产品。

最近，英国斯旺西大学和印度塔塔钢铁公司展开新合作，希望能开发出直接用在钢铁上的太阳能电池，让建筑零件也有发电功能，可以说是建筑整合太阳能新方法。

图说：斯旺西大学开发的钙钛矿太阳能电池。

来源：斯旺西大学

1 打印在建筑钢材上的太阳能屋顶板

7月14日，斯旺西大学研究人员与塔塔钢铁公司开展了一项为期三年的新合作，这项合作准备研究可打印在建筑用钢材上的太阳能屋顶板。

据斯旺西大学称，这项被称为“主动式建筑”的技术正在研究中，以减少对化石燃料的依赖并缓解对英国国家电网的需求，而塔塔钢铁公司期待能减少钢铁产业对环境的冲击。

团队希望未来能让建筑“内置”太阳能系统，而不用另外装置在外墙等，斯旺西大学材料科学与工程系主任Dave Worsley指出，钙钛矿太阳能可打印的特性，使得未来家庭、商店与办公室结构都可以内建钙钛矿，目前已知概念有效，与塔塔钢铁的新合作能够更快开发潜力，研发出可发电的新型钢铁产品。

斯旺西大学团队将应用过去习得的钙钛矿材料和太阳能电池印刷技术经验，而塔塔钢铁将专注于材料供应链，并改造钢涂层，以在上方沉积钙钛矿太阳能电池。这也不是双方第一次合作，过去曾就钢铁生产和再生能源方面各种计划进行过合作。

塔塔钢铁英国研发总监 Sumitesh Das 指出：“我们非常高兴看到钙钛矿技术带来的可能性，尤其是在整合塔塔钢铁不同建筑和施工解决方案方面，与代表绿色的太阳能技术合作，是我们实现净零目标的重要一步。”

2 建筑与太阳能的融合

在钢材上打印太阳能电池板，这个想法并非空穴来风，而是基于斯旺西大学此前的科研积累。

斯旺西大学材料科学与工程系主任Dave Worsley说，我们知道这个概念是可行的，因为我们已经在阳光明媚的斯旺西的主动式建筑中展示了它。与塔塔钢铁的这项新合作，将使我们能够更快地开发其潜力，确定积极发电的新型钢铁产品。

在过去的几年里，斯旺西大学已经在其校园内拥有两座主动式建筑（Active Building），并已经试用了这一技术，结果鼓励合作进一步探索这项技术的潜力，并加快将有源太阳能系统转化为工业规模制造产品的过程。

图说：利用太阳能电池板技术，两座“主动式建筑”目前正在斯旺西大学成功运营。

来源：斯旺西大学

主动式建筑是由英国创新和知识中心（SPECIFIC）开创的概念，该中心涉及并建造了带有主动式给太阳能系统的办公室和教室，启用了主动式太阳能系统的建筑通过智能地集成可再生能源技术来产生、储存和释放热量和电力，从而支持更广泛的电网网络。

主动式建筑遵循六个基本原则：建筑结构和被动式设计；具有性能监控的节能系统；现场可再生能源发电；储能；电动车集成；智能管理与微电网和国家能源网络的集成。

屋顶太阳能将使建筑物能够产生、储存和释放自己安全的电力供应。这将减少对天然气等化石燃料能源的依赖，并缓解国家电网的压力，特别是因为建筑物产生的剩余电力可用于为电动汽车充电。

所以，钙钛矿太阳能电池为全世界的研究人员研究其在太阳能电池板中的应用提供了广阔的空间，通过捕获太阳光谱以产生和储存能源，专家们还在进行不断探索和试验，以了解导致钙钛矿性能低下的某些原因。

其中一项研究由德国巴登符腾堡州太阳能和氢能研究中心的研究人员发起，它们用绿色溶剂二甲基亚砜（DMSO）涂敷大面积的钙钛矿，并实现了16.7%的功率转换效率。

资料来源：新知 | 可打印的太阳能电池板：建筑整合太阳能新方法 (qq.com)