今年4月，七國集團(tuán)氣候、能源和環(huán)境部長(zhǎng)會(huì)議發(fā)布《聯(lián)合聲明》稱，將“推進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池等領(lǐng)域的技術(shù)革新”，鈣鈦礦太陽能電池這一能源領(lǐng)域的“新秀”引發(fā)強(qiáng)烈關(guān)注。

專家指出，鈣鈦礦太陽能電池憑借高效率、低成本、低能耗、應(yīng)用場(chǎng)景豐富等特點(diǎn)，在降低光伏成本革命中備受關(guān)注，但其耐用性和穩(wěn)定性仍需進(jìn)一步提高。

下一代技術(shù)蓄勢(shì)待發(fā)

鈣鈦礦太陽能電池被稱為最有前景的下一代光伏技術(shù)。

當(dāng)前，鈣鈦礦電池主要有單結(jié)鈣鈦礦電池和疊層鈣鈦礦電池。疊層鈣鈦礦電池指鈣鈦礦層可堆疊在彼此之上，也可堆疊在傳統(tǒng)晶硅太陽能電池之上，形成能吸收更寬太陽光譜的“串聯(lián)”電池。

單結(jié)鈣鈦礦電池的理論轉(zhuǎn)換效率可達(dá)33%，而鈣鈦礦/硅串聯(lián)電池的理論轉(zhuǎn)化效率可達(dá)43%，都超過單晶硅電池29.4%的理論轉(zhuǎn)換效率。今年6月，某校研制的鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率高達(dá)33.7%，創(chuàng)下世界紀(jì)錄。

此外，鈣鈦礦電池還具有輕、薄、可彎曲等特點(diǎn)，可鋪設(shè)在傳統(tǒng)硅基電池?zé)o法覆蓋的墻壁表面或列車車頂，操作工序十分簡(jiǎn)單，且價(jià)格幾乎減半。且鈣鈦礦層比硅層薄很多，使用的材料減為約1/100。而且，這些材料可在較低的溫度下加工，從而節(jié)省能源、減少排放。

耐用性和可靠性亟待完善

雖然鈣鈦礦顯示出巨大的前景，多家公司已經(jīng)開始進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，但耐用性仍然是其面臨的最大障礙。硅太陽能電池板在使用25年后，仍能保持25%的功率輸出，但鈣鈦礦電池下降得很快。

不過，科學(xué)家們已經(jīng)取得重大進(jìn)展：鈣鈦礦太陽能電池的“壽命”從最初的幾小時(shí)，增加到幾周、幾個(gè)月，最新“出爐”電池的使用壽命可長(zhǎng)達(dá)幾年。

研究人員表示，鈣鈦礦制造商需要證明電池板的使用壽命為25—30年，這是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。已有公司稱已將其鈣鈦礦/硅疊層電池設(shè)計(jì)為達(dá)到或超過25年的使用壽命。

研究人員指出，鈣鈦礦的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中相對(duì)容易制造，其化學(xué)成分很容易組裝，但材料在室溫下容易結(jié)合在一起，也容易分開。為解決這一問題，有些研究人員使用各種保護(hù)材料來封裝鈣鈦礦，使其免受空氣和潮濕的影響。研究表明，一旦鈣鈦礦的使用壽命超過10年，加上其制造成本低廉，就能在很多大型公用事業(yè)場(chǎng)所替代硅基太陽能電池。