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編者按：美國化學(xué)會發(fā)布2018年科研圈九件大事：鈣鈦礦電池入選！


英國的一家太陽能技術(shù)公司——牛津光伏有限公司宣布，其鈣鈦礦為基礎(chǔ)的太陽能電池打破了新的世界紀錄。

該公司的1cm2鈣鈦礦-硅串聯(lián)太陽能電池已達到28%的轉(zhuǎn)換效率，該效率由國家可再生能源實驗室認證。這項成就打破了今年早些時候由牛津光伏有限公司自己創(chuàng)造的鈣鈦礦硅太陽能電池27.3%的效率記錄。

牛津光伏有限公司的首席技術(shù)官Chris Case表示：“我們正在繼續(xù)推進我們的鈣鈦礦-硅太陽能電池技術(shù)，根據(jù)技術(shù)路線圖，將來其效率有望超過30%。”

Chris Case此前還表示：“1平方厘米是實驗室認證的典型研究規(guī)模。我們已經(jīng)將這項技術(shù)擴展到156毫米x 156毫米的電池，我們沒有正式報告德國工廠試生產(chǎn)的全尺寸電池的效率。研究尺寸規(guī)模的電池與我們在商業(yè)規(guī)模的硅太陽能電池上取得的成果之間只有很小的差別。”

什么是鈣鈦礦電池？

鈣鈦礦型太陽能電池（perovskitesolar cells），是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽能電池，屬于第三代太陽能電池，也稱作新概念太陽能電池。

迄今為止，大多數(shù)的太陽能電池都是由硅制成，因為這種材料非常善于吸收光線?？墒?，硅面板的制造成本卻很昂貴。

科學(xué)家們一直都在研究由鈣鈦礦組成的結(jié)構(gòu)，使之成為硅的替代品。真正的鈣鈦礦，是一種存在于地球中的礦物，它由鈣、鈦、氧分子經(jīng)過特殊排列而成。具有相同晶體結(jié)構(gòu)的材料稱為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。

相比于共棱、共面形式連接的結(jié)構(gòu)，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)顯得更加穩(wěn)定，更有利于缺陷的擴散遷移。因此，鈣鈦礦具備了許多優(yōu)異的物理化學(xué)特性，例如電催化性、吸光性等。



（圖片來源：維基百科）

鈣鈦礦結(jié)構(gòu)非常適合作為太陽能電池吸收光線的活性層，因為它們吸收光線的效率比硅更高，且成本更低廉。將鈣鈦礦結(jié)構(gòu)集成到太陽能電池中，需要采用的設(shè)備也相對簡單。例如，它們可以溶解到溶劑中，直接噴涂到基底上面。




由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)組成的材料有望為太陽能電池設(shè)備帶來一場革命，但是卻具有一個嚴重的缺陷：它們通常很不穩(wěn)定，在高溫條件下性能會退化。這嚴重阻礙了它們的商用。

鈣鈦礦：科研圈大事

美國化學(xué)會發(fā)布2018年科研圈九件大事：鈣鈦礦電池入選！

美國化學(xué)會旗下的官方科研新聞網(wǎng)站C&EN公布了2018年科研圈最具影響力的九件大事：

1、機器學(xué)習(xí)；2. 塑料污染；3. 固體催化劑；4. 聽力損失；5. 鈣鈦礦太陽能電池；6. 氣候變化；7. 人類健康；8. 分子結(jié)構(gòu)；9. 電子煙

鈣鈦礦：未來已來

近年來，各國都在研究鈣鈦礦電池。

澳大利亞國立大學(xué)和美國加州理工學(xué)院的研究人員合作，將硅太陽能電池和鈣鈦礦太陽能電池相結(jié)合，有望帶來更高效、更便宜的太陽能利用技術(shù)。

歐盟出資將出資500萬歐元（約合3800萬人民幣）供歐洲的多個研究所、大學(xué)和公司共同進行鈣鈦礦太陽能發(fā)電技術(shù)的研究。

今年，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院，其院固體所研究團隊在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域研究取得新進展，推進鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率達到18.1%，是目前金屬材料與鈣鈦礦層直接接觸器件所達到的最高效率。



2017年，武漢理工大學(xué)程一兵團隊該團隊開發(fā)的5cm x 5cm 塑料基板柔性鈣鈦礦太陽能電池組件，通過國家光伏質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心第三方認證，獲得了組件轉(zhuǎn)換效率11.4%的結(jié)果，遠超日本東芝公司于今年9月25日宣布的5cm x 5cm柔性鈣鈦礦太陽能電池組件10.5%的轉(zhuǎn)換效率世界紀錄。

原標題：28%，接連打破記錄的鈣鈦礦電池橫空出世！