美國(guo)普(pu)林斯頓大學研究人員開發出(chu)了第一(yi)個具有商業可(ke)(ke)行性的(de)鈣鈦礦太陽能(neng)(neng)電池，這標志著一(yi)種新(xin)興的(de)可(ke)(ke)再生能(neng)(neng)源技(ji)術的(de)重要里程碑。該團(tuan)隊預計，他們的(de)設備可(ke)(ke)在超(chao)過(guo)行業標準的(de)情況下運行大約30年(nian)，遠遠超(chao)過(guo)太陽能(neng)(neng)電池20年(nian)壽命的(de)門(men)檻。

利(li)用鈣鈦礦半導體制(zhi)成的(de)電池設備壽命可(ke)達30年(nian)。

該設備不僅經久耐用，還符合通用的能效標準。這是此類電池中第一個可與硅基電池性能相媲美的電池。

鈣鈦礦是一(yi)種具有(you)特(te)殊晶體(ti)(ti)結構的半導體(ti)(ti)，非(fei)常(chang)適合用于太陽能(neng)電(dian)池技術。它們可在室溫下制造(zao)，使用的能(neng)源(yuan)比硅少得(de)多，因此生(sheng)產(chan)成(cheng)本更低(di)，更可持續。

早期的鈣(gai)鈦礦(kuang)型太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)（PSC）在(zai)(zai)2009—2012年間問世，只能(neng)(neng)持續幾分鐘。2017年的紀錄是電(dian)池(chi)在(zai)(zai)室溫連續照明下工作了一(yi)(yi)年，而新設備能(neng)(neng)在(zai)(zai)類(lei)似實驗室條件下運行5年。研究(jiu)人員表示，這(zhe)一(yi)(yi)創紀錄的設計突顯了PSC的耐(nai)用潛(qian)力，特別(bie)是作為推動太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)技術超(chao)越硅(gui)極限的一(yi)(yi)種方式。

此(ci)次，研究人員對(dui)不(bu)同材料進行了(le)分(fen)層(ceng)，以優化光吸收，同時保護最脆(cui)弱(ruo)的(de)(de)區域不(bu)受(shou)照射。他們在兩個關鍵(jian)成分(fen)之間開發了(le)一(yi)層(ceng)超薄(bo)的(de)(de)“二維(wei)覆(fu)蓋層(ceng)”：吸收鈣(gai)鈦(tai)礦層(ceng)和(he)由(you)銅鹽及其他物(wu)質制成的(de)(de)荷電層(ceng)。目標是防(fang)止鈣(gai)鈦(tai)礦半導體在幾周或幾個月內燒毀。

研究人員還對這些設計進行了(le)數十次排列，改變(bian)幾(ji)何結(jie)構中的微小細節及覆蓋(gai)層數，并(bing)嘗試了(le)數十種材料組合。實驗結(jie)果(guo)顯示(shi)，新(xin)設備在平均(jun)溫度約為35℃且連續照明至(zhi)少5年的情況下，可發揮出80%以上的峰值效率。

研究人(ren)員表示，從長遠來(lai)看(kan)，鈣鈦礦可在(zai)室溫下(xia)制造，其制造可避免燃(ran)燒大量的(de)(de)化(hua)石燃(ran)料。但新(xin)技術的(de)(de)開(kai)發(fa)并不意味著(zhu)PSC將(jiang)(jiang)在(zai)很大程度上取代(dai)硅設備(bei)，而是對舊技術的(de)(de)補充，從而使(shi)太(tai)陽能電池板更(geng)便宜、更(geng)高效、更(geng)耐用(yong)，并將(jiang)(jiang)太(tai)陽能擴展到現代(dai)生活中更(geng)多新(xin)領域。