事實(shí)證明，由鈣鈦礦制成的太陽能電池（既代替硅又與硅并存）比硅具有更低的成本和更高的效率。但是，這種材料存在*定的局限性，科學(xué)*已經(jīng)努力克服了*段時(shí)間。

 

 

　　為了幫助解決這些問題之*，愛荷華州立大學(xué)的研究人員開發(fā)了*種在高溫下穩(wěn)定鈣鈦礦硅太陽能電池的方法。通常，這些混合電池在暴露于*端高溫時(shí)會分解。

 

　　鈣鈦礦是*類廣泛的晶體材料，被廣泛認(rèn)為是增強(qiáng)硅電池能量轉(zhuǎn)換限制的*種答案，因?yàn)檫@種材料在實(shí)驗(yàn)室測試中顯示出具有更高的潛力將光轉(zhuǎn)換為電能。

 

　　在這*點(diǎn)上，實(shí)驗(yàn)室中*好的硅太陽能電池已達(dá)到約26％的效率，盡管商用電池的效率略低。為了幫助提高這些電池的效率水平并降低其成本，研究人員著眼于使用硅和由鈣鈦礦等新材料制成的電池創(chuàng)建串聯(lián)結(jié)構(gòu)，以利用太陽光譜的不同部分來發(fā)電。

 

　　改善材料性能

 

　　布朗大學(xué)的*個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)找到了*種方法來治愈鈣鈦礦細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的裂縫，以改善其性能。

 

　　由愛荷華州立大學(xué)的**工程學(xué)教授維克拉姆·達(dá)拉爾（Vikram Dalal）*導(dǎo)的研究人員對鈣鈦礦材料進(jìn)行了*些調(diào)整，以便它們可以承受太陽能*佳發(fā)電地點(diǎn)的熱量，例如沙漠或其他非常炎熱的氣候。

 

　　他們消除了材料的有機(jī)成分（特別是陽離子，這些陽離子具有額外的質(zhì)子和正電荷），將其替換為無機(jī)材料（例如銫）。這有助于在較高溫度下穩(wěn)定鈣鈦礦。

 

　　該團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了*種基于氣相沉積的制造技術(shù)，該技術(shù)*次可將鈣鈦礦材料構(gòu)建成*層薄薄的層（僅數(shù)十億分之*米）。該技術(shù)為其他行業(yè)所熟悉，這意味著它可以擴(kuò)展規(guī)模用于商業(yè)生產(chǎn)，并且不會留下任何污染物。

 

　　擊敗熱火

 

　　在測試中，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的鈣鈦礦太陽能電池即使在三天的時(shí)間里在200攝氏度（390華氏度）下也沒有表現(xiàn)出熱降解，這比實(shí)際環(huán)境的溫度要高得多。

 

　　“這比有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦電池要好得多，后者在此溫度下會完全分解，” Dalal說。

 

　　研究人員發(fā)表了論文對他們在雜志工作ACS 應(yīng)用能源材料。

 

　　然而，由于新電池的光轉(zhuǎn)換效率僅為11.8％，因此仍有工作要做，以達(dá)到研究人員希望的轉(zhuǎn)換率。未來的工作將集中在通過試驗(yàn)新材料來提高這*數(shù)字上。

 

　　例如，研究小組已經(jīng)用溴代替了鈣鈦礦材料中常見的碘，這使電池對水分的敏感性降低了，這是用這種材料制成的電池的另*個(gè)典型問題。但是，這也改變了電池的性能，降低了效率以及它們與硅電池串聯(lián)工作的性能。