鈣鈦礦太陽能電池穩定性和效率大大提高 或將實現商業化運用
【化工儀器網 項目成果】太陽能作為世界上公認的清潔能源之一，具有可再生、分布均勻、噪聲小、無排放的優點，在現代科技助力下，其應用技術成熟，安全可靠。由此產生的光伏產業市場連年處于增長態勢。根據有關數據顯示，今年一季度，46家光伏設備行業上市公司合計產生營收1650.28億元，同比增長超七成，歸母凈利潤196.5億元，同比增長超一倍，光伏產業整體業績明顯上升，前景遠大。
作為21世紀可再生新能源的主要力量，全球各個國家都在加緊對太陽輻射轉化為可利用能源的研究，以期改變本國不合理的能源結構并解決環境問題。
太陽能電池，是一種利用太陽光輻射直接發電的光電半導體薄片，根據制作材料不同分為許多種類。其中硅太陽能電池是技術發展最成熟、商業應用最廣泛的類型。鈣鈦礦型太陽能電池，是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的太陽能電池，具有與硅太陽能電池相當的功率轉換效率，且制作工藝簡單，更加經濟環保，因此在太陽能電池領域更加受到科研人員的追捧。
但是，鈣鈦礦太陽能電池對濕度、溫度、光照的變化十分敏感，在溫度升高、受到照射及遇水時極易降解，存在穩定性差等突出問題。據了解，陰陽離子共同構成晶體，而鈣鈦礦“晶體大廈”同時存在著陰離子缺陷和陽離子缺陷這兩種“孔洞”，但此前改造鈣鈦礦太陽能電池時僅僅著重于其中一種“孔洞”，因此進展緩慢。于是解決這些問題對于鈣鈦礦太陽能電池的商業化運用變得尤為重要。
近日，南京工業大學先進材料研究院秦天石教授團隊在研究中突破了這一難題，為實現鈣鈦礦太陽能電池商業化奠定了技術基礎。其相關研究成果發表于國際學術期刊《材料》上。
據了解，秦天石教授團隊利用一種陰陽離子對鈍化材料，同時對鈣鈦礦“晶體大廈”的兩種“孔洞”進行修復，并改變其化學性質，其研究成果表明，在一個標準太陽光下鈣鈦礦太陽能電池可以實現超過23%的光電轉換效率，甚至超過了當前硅太陽能電池的效率，獲得了巨大成功。同時，該團隊還通過該陰陽離子的協同作用為鈣鈦礦太陽能電池構建了兩個防水隔離層，防止遇水降解的問題出現，從而延長了電池的工作時長，提高了鈣鈦礦太陽能電池的穩定性。
該研究成果大大改善了鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩定性，對于鈣鈦礦太陽能電池的商業運用起到極大推動作用，不久的將來，或許將會看到其在光伏產業市場上與硅太陽能電池一較高下。
(資料整理來源：科技日報)
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