（原標(biāo)題：鈣鈦礦光伏電池獲重大突破：帶上“新型保護(hù)套”即可抵御高濕熱環(huán)境）

財(cái)聯(lián)社（上海，編輯 黃君芝）訊，隨著全球可持續(xù)性和清潔能源大趨勢(shì)影響著地球更環(huán)保的未來(lái)能源戰(zhàn)略，風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生技術(shù)是研究的主要重點(diǎn)領(lǐng)域。在太陽(yáng)能技術(shù)領(lǐng)域，鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池（PSC）這一新興領(lǐng)域在過(guò)去15年中因提供高功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）而廣受歡迎。

然而，在硅太陽(yáng)能電池占主導(dǎo)地位的領(lǐng)域，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池這一相對(duì)較新的技術(shù)，還必須滿足另外兩個(gè)關(guān)鍵要求才能成功商業(yè)化：穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。

在最新的一項(xiàng)研究中，阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)（KAUST）的研究人員報(bào)告了PSC首次成功實(shí)現(xiàn)光伏（PV）濕熱測(cè)試的一個(gè)重要里程碑。

濕熱試驗(yàn)是一種加速和嚴(yán)格的環(huán)境老化試驗(yàn)，旨在確定太陽(yáng)能電池板承受高濕度滲透和高溫長(zhǎng)期暴露的能力。試驗(yàn)在85%濕度和85攝氏度的受控環(huán)境下進(jìn)行1000小時(shí)。它旨在復(fù)制多年的戶外暴露，并評(píng)估腐蝕和分層等因素。

測(cè)試的嚴(yán)格性符合商業(yè)化要求，即光伏技術(shù)必須為傳統(tǒng)晶體硅組件提供25至30年的保修期。為了通過(guò)測(cè)試，太陽(yáng)能電池必須保持其初始性能的95%。

據(jù)悉，鈣鈦礦非常敏感，并且高度受濕度的影響。3D鈣鈦礦薄膜的這種脆弱性允許不必要的大氣介質(zhì)滲透，例如水分，對(duì)熱的彈性有限。穩(wěn)定對(duì)它們的運(yùn)作至關(guān)重要。KAUST的研究人員發(fā)現(xiàn)，引入2D鈣鈦礦鈍化層可以阻止水分，同時(shí)提高功率轉(zhuǎn)換效率和PSC壽命。

是否能取代硅？

鈣鈦礦的特殊性在于它是一種薄膜技術(shù)。與傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池一樣，仍然需要兩個(gè)由特定類(lèi)型的材料制成的觸點(diǎn)。一個(gè)收集電子，另一個(gè)收集帶正電的“空穴”。

與硅片不同，鈣鈦礦型油墨可以直接涂覆在玻璃襯底上，與抗溶劑萃取相結(jié)合，然后進(jìn)行熱退火以使鈣鈦礦薄膜完全結(jié)晶。鈣鈦礦型油墨基本上由極性非質(zhì)子溶劑中的鹽混合物在低溫（通常低于100 Celcius）下配制而成。

鈣鈦礦光伏電池一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)是，無(wú)需昂貴的設(shè)備和超過(guò)1000度的能源密集型環(huán)境即可制備前驅(qū)體材料，這對(duì)于硅等更傳統(tǒng)的半導(dǎo)體來(lái)說(shuō)是典型的。

研究人員表示，“這是一種制造太陽(yáng)能電池的非常簡(jiǎn)單的方法，雖然光電性能不是獨(dú)一無(wú)二的，但它們非常優(yōu)秀。它們與非常高質(zhì)量的傳統(tǒng)半導(dǎo)體不相上下。這非常了不起?！彼麄冄a(bǔ)充稱，通過(guò)改變成分，還可以調(diào)整從紫外線到紅外的整個(gè)太陽(yáng)光譜的光譜靈敏度。這對(duì)某些應(yīng)用程序非常有吸引力。

在性能和穩(wěn)定性之后，剩下的挑戰(zhàn)是可擴(kuò)展性。大多數(shù)太陽(yáng)能電池應(yīng)用集中在公用事業(yè)規(guī)模的部門(mén)和屋頂面板上。研究人員稱，“這個(gè)市場(chǎng)是硅基的，至少在未來(lái)20年內(nèi)，它將是硅基的。我們現(xiàn)在主要致力于改善鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能，以推進(jìn)更高效的‘串聯(lián)’解決方案，將傳統(tǒng)硅和鈣鈦礦配對(duì)。而目前的研究結(jié)果將大大有助于提高鈣鈦礦硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池的可靠性?！?/p>

關(guān)鍵詞： 重大突破