鈣鈦礦太陽能電池壽命延長至30 a

根據(jù)《科學(xué)》雜志日前報道，美國普林斯頓大學(xué)研究人員開發(fā)出了第一個具有商業(yè)可行性的鈣鈦礦太陽能電池，一種新興的可再生能源技術(shù)由此誕生。研究人員預(yù)計，鈣鈦礦太陽能電池可以在超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的情況下運(yùn)行大約30 a，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過太陽能電池20 a壽命的門檻。

鈣鈦礦是一種具有特殊晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，非常適合用于太陽能電池技術(shù)，可以在室溫下制造，使用的能源比硅少得多，因此生產(chǎn)成本更低，更可持續(xù)。

研究人員對不同材料進(jìn)行分層，以優(yōu)化光吸收，同時保護(hù)最脆弱的區(qū)域不受照射。研究人員在兩個關(guān)鍵成分之間開發(fā)一層超薄的二維覆蓋層——吸收鈣鈦礦層和由銅鹽及其它物質(zhì)制成的荷電層，目標(biāo)是防止鈣鈦礦半導(dǎo)體在幾周或幾個月內(nèi)燒毀。研究人員還對這些設(shè)計進(jìn)行了數(shù)十次排列，改變幾何結(jié)構(gòu)中的微小細(xì)節(jié)及覆蓋層數(shù)，并嘗試了數(shù)十種材料組合。試驗(yàn)結(jié)果顯示，新研發(fā)的鈣鈦礦太陽能電池在平均溫度約為35 ℃且連續(xù)照明至少5 a的情況下，可以發(fā)揮出80%以上的峰值效率。研究人員表示，從長遠(yuǎn)看，鈣鈦礦可以在室溫下制造，制造時可以避免燃燒大量化石燃料。鈣鈦礦太陽能電池作為對傳統(tǒng)技術(shù)的補(bǔ)充，使太陽能電池板更便宜、更高效、更耐用，并且將太陽能擴(kuò)展到現(xiàn)代生活的更多領(lǐng)域。

(《科技日報》)