近日, 沖繩科學技術大學研究生院研發了新型全無機鈣鈦礦太陽能電池, 解決了困擾太陽能電池技術面臨的三個關鍵問題: 效率, 穩定性和成本.
太陽在太陽系中心釋放了巨大的能量, 而太陽能就是利用這部分能量, 這也是實現可持續能源供應的關鍵目標之一.
具有太陽能電池的電子設備可以將光能直接轉換成電能, 加以使用. 迄今為止, 大多數太陽能電池都是由矽製成的, 主要是利用了這種物質易吸收光線的特質, 但是矽面板的生產成本很高, 所以性價比一直是一個問題.
科學家一直在研究一種由鈣鈦礦結構製成的替代品材料. 而鈣鈦礦是地球上發現的一種礦物質, 由特定分子排列的鈣, 鈦和氧組成, 科學家研究的是和其具有相同晶體結構的材料, 也就是鈣鈦礦結構材料.
鈣鈦礦材料作為太陽能電池的集光活性層非常實用, 因為它們能有效地吸收光線, 更重要的是價格要比矽便宜得多. 這種材料實用方式也非常多, 例如, 可以將其溶解在溶劑中, 並直接噴塗到基材上.
但是這種材料也並非完美, 鈣鈦礦結構材料通常非常不穩定, 溫度過高的時候不穩定, 這阻礙了其商業化.
沖繩科學技術大學研究生院 (OIST) 能源材料與表面科學研究所由齊亞平教授領導, 他發現了新型鈣鈦礦材料, 該材料穩定, 高效, 並且生產成本相對較低, 未來太陽能電池的使用會更加廣泛.
最近, 他們的研究結果發表在《Advanced Energy Materials》上, 博士後賈良博士和劉宗豪博士也對這項工作做出了重大貢獻.
但在鈣鈦礦太陽能電池變得像矽太陽能電池一樣具有商業可行性之前, 仍有許多挑戰需要克服. 例如, 鈣鈦礦太陽能電池的壽命在一年或兩年, 但矽太陽能電池可以工作20年.
齊亞平和他的同事們將繼續研究這些新型電池的效率和耐久性, 並且正在以商業規模製造這些電池. 鑒於自2009年第一顆鈣鈦礦太陽能電池被報道以來, 該技術發展速度飛快, 新型電池的未來可以說是非常光明.
