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德國和瑞士科學家們共同開發(fā)了一種使用碳電極的鈣鈦礦太陽能電池，其效率高達18.5%，且在連續(xù)光照500小時后仍能保留82%。雖然這種電池的效率遠遠落后于其他鈣鈦礦太陽能裝置，但它是全程采用低溫工藝生產(chǎn)的，因此很有可能實現(xiàn)低成本、大規(guī)模生產(chǎn)，由此使得這種方法值得進一步探究。

圖片：弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所ISE《先進能源材料》知識共享許可證CC BY 4.0

目前人們普遍認為，在不久的將來的某個時候，鈣鈦礦太陽能電池將進入大規(guī)模生產(chǎn)，并實現(xiàn)遠超當今技術(shù)的太陽能產(chǎn)量。但是，人們?nèi)栽谕ㄟ^許多不同的途徑探究具體的材料和裝置結(jié)構(gòu)而使之超越研究階段，且每種途徑都有各自的優(yōu)點和缺點。

創(chuàng)造電池觸點允許產(chǎn)生的電流從中流出就是其中一個例子。

由弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所主導(dǎo)的科學家們在一篇最新發(fā)表的論文中表示：“[目前常用的]金屬接觸電極會由于在表面上擴散金屬雜質(zhì)而加快鈣鈦礦太陽能電池的降解。在鈣鈦礦太陽能電池中使用化學惰性、堅固的碳素石墨電極——即碳基鈣鈦礦太陽能電池（C-PSC）——取代金屬觸點可以從根本上解決這個問題。C-PSC基于工業(yè)化成熟的印刷技術(shù)而具備環(huán)境壓力處理能力，因此頗具商業(yè)化前景。”

他們繼續(xù)解釋說，C-PSC電池出現(xiàn)了另一種問題，導(dǎo)致碳電極與鈣鈦礦層交界處有性能損失。為了克服這一問題，弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所ISE與瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院（EPFL）的科學家們合作開發(fā)了一種阻擋層，可以放置在兩者之間。

他們在電池活性層上沉積了另一種鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，并借助各種成像技術(shù)確定這一附加層可以阻止電子朝“錯誤”的方向運動并提升電池性能。

他們在最近發(fā)表于《先進能源材料》上的“在采用可印刷低溫碳電極的高效（18.5%）鈣鈦礦太陽能電池中使用二維鈣鈦礦作為電子阻擋層”一文中解釋了這種方法。正如標題所示，該小組制造的電池效率高達18.5%，且在太陽光照射500小時后仍能保持82%的效率。而沒有阻擋層的對照裝置初始效率達到了15.7%，但在光照200小時后損失了63%的效率。

該小組總結(jié)道：“我們相信，使用二維鈣鈦礦作為電子阻擋層（EBL）的方法有助于為未來高效、長期穩(wěn)定地實踐開發(fā)全印刷C-PSC鋪平道路。”

原標題：電子阻擋實現(xiàn)效率達18.5%的碳電極鈣鈦礦太陽能電池