文

|陳根

隨著全球工業化程序的加快，世界能源短缺已經成為每個國家不容忽視的問題，其嚴重製約了社會的長期穩定發展，研究和開發新能源刻不容緩。在各種新能源中，太陽能發電技術一直革新著能源的構成。

矽基太陽能電池

是

目前市場上主流的太陽能發電裝置

，其通常

以矽基太陽能電池板為中間媒介

，

將太陽光能轉換為電能

，

進而推動整個負載的工作。

其中效率最高的單結電池是聚光單晶矽太陽能電池，可達27.6%

，但它的壽命，一般認為極限只有20年，

未來

，該類太陽能或

將無法滿足光伏產業

的

發展

需要。

鈣鈦礦是一種具有特殊晶體結構的半導體，非常適合用於太陽能電池技術。它們可在室溫下製造，使用的能源比矽少得多，因此生產成本更低，更可持續。隨著技術進步，其轉化效率還在不斷提升，鈣鈦礦材料由此受到市場廣泛的關注。

近日，

美國普林斯頓大學

的

研究人員開發出了第一個具有商業可行性的鈣鈦礦太陽能電池，

該

裝置可在超過行業標準的情況下執行大約30年

，遠遠超過

矽基

太陽能電池

20年壽命的門檻

。

早期的鈣鈦礦型太陽能電池（

PSC）在2009—2012年間問世，

那時

只能持續幾分鐘。

2017年的

一項重要突破使其

在室溫連續照明下工作了一年，而新裝置能在類似實驗室條件下執行

5年

，這一紀錄突顯了

PSC的耐用潛力。

該研究中

，

科學家們

對不同材料進行了分層，以最佳化光吸收，同時保護最脆弱的區域不受照射。

他們在兩個關鍵成分之間開發了一層超薄的“二維覆蓋層”：吸收鈣鈦礦層和由銅鹽及其他物質製成的荷電層。

目標是防止鈣鈦礦半導體在幾周或幾個月內燒燬。

經過數十次排列、改變幾何結構中的微小細節及覆蓋層數，並嘗試了數十種材料組合，科學家們成功製備了新型鈣鈦礦太陽能。

試驗

結果顯示，新裝置在平均溫度約為35℃且連續照明至少5年的情況下，可發揮出80%以上的峰值效率。

此外，該

鈣鈦礦太陽能電池與傳統

“矽型”太陽能電池比，

成本、重量大大降低

，便於安裝在建築物和純電動汽車上，兼具成本與推廣優勢。隨著新型

太陽能

電池技術的推動，

希望能將該裝置

擴充套件到現代生活中

的

更多領域。