既然钙钛矿电池很便宜，发电又“给力”，那为什么目前市面上还是硅电池更常见？因为这种新型太阳能电池“不好做”。“电池如果要达到实用化需求，那它的关键部位——钙钛矿材料薄膜——面积要足够大，薄膜质量要足够好，这样才能保证电池的光电能量转换效率足够高。多晶硅太阳能电池的光电能量转换效率大约在21%左右，而现阶段超过20%认证效率的钙钛矿太阳能电池面积只能达到0.04 cm2-0.2 cm2，顶多像个米粒那么大，而且依靠现有制备薄膜的技术，钙钛矿薄膜的面积越大，越容易出现瑕疵，电池的效率就越低。“我们团队用了3年时间解决这个问题，在大面积高质量钙钛矿薄膜制备的基础上，开发了有效面积36.1 cm2的钙钛矿电池模块，在国际认证机构首次获得了12.1%的认证效率，建立了第一个大面积钙钛矿模块的效率世界纪录。”韩礼元表示，这一成果的出现意味着未来钙钛矿光伏技术有了走出实验室、实现大规模产业化的可能。
比蝉翼还薄几十倍，“高质量薄膜”决定高效率
钙钛矿薄膜在钙钛矿电池中起着关键作用，它的质量和性能直接决定着电池效率的高低。
这就要求这个薄膜非常均匀致密、结晶性好。然而，在电池器件里，钙钛矿薄膜极薄，古人曾用“薄如蝉翼”来形容物之纤薄，而电池里的钙钛矿薄膜的厚度比蝉翼还要薄几十倍，而且这种材料的结构比较脆弱，制备过程对薄膜质量的影响非常大，一点点微小的条件变化就会导致薄膜中产生较多瑕疵，影响电池的光电转换效率。
传统的钙钛矿薄膜制备方法可以大致分为“真空蒸镀法”和“溶液法”两类：前者对于薄膜的生长比较难控制，而且工序复杂、成本较高。后者是目前常用的方法，使用有机溶剂溶解钙钛矿粉末配置成溶液，将溶液做成液体薄膜，不过这些有机溶剂一般有刺激性甚至是毒性，大规模使用会带来环境问题；而且有机溶剂是一种外来添加的成分，会和钙钛矿材料产生复杂的相互作用，后期去除比较麻烦，也会增加成本、影响薄膜质量。
能不能既不使用“真空蒸镀”又不使用“有机溶剂”呢？“要制作高质量的薄膜，还是得把钙钛矿材料做成液体，方便成形。在由碘、铅、甲铵三种主要的成分组成的钙钛矿材料里，甲铵是以离子的形式存在的，当甲铵离子遇到甲铵分子，会产生神奇的‘化学反应’，于是我们采用了一种方法——用‘甲铵’制服‘甲铵’：引进甲铵气体，让气体中的甲铵分子和钙钛矿材料中的甲铵离子进行反应，将生成物混合后就可以得到钙钛矿材料的液体。”韩礼元介绍说，这种液体可以快速释放出甲铵气体变成钙钛矿固体，而释放出的甲铵气体可以再次被用于与碘化甲铵固体粉末和碘化铅固体粉末进行反应，实现材料的循环利用。
