近日,沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院研發(fā)了新型全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池,解決了困擾太陽能電池技術(shù)面臨的三個(gè)關(guān)鍵問題:效率,穩(wěn)定性和成本。太陽在太陽系中心釋放了巨大的能量,而太陽能就是利用這部分能量,這也是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)能源供應(yīng)的關(guān)鍵目標(biāo)之一。
具有太陽能電池的電子設(shè)備可以將光能直接轉(zhuǎn)換成電能,加以使用。迄今為止,大多數(shù)太陽能電池都是由硅制成的,主要是利用了這種物質(zhì)易吸收光線的特質(zhì),但是硅面板的生產(chǎn)成本很高,所以性價(jià)比一直是一個(gè)問題。
科學(xué)家一直在研究一種由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)制成的替代品材料。而鈣鈦礦是地球上發(fā)現(xiàn)的一種礦物質(zhì),由特定分子排列的鈣,鈦和氧組成,科學(xué)家研究的是和其具有相同晶體結(jié)構(gòu)的材料,也就是鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料。
鈣鈦礦材料作為太陽能電池的集光活性層非常實(shí)用,因?yàn)樗鼈兡苡行У匚展饩€,更重要的是價(jià)格要比硅便宜得多。這種材料實(shí)用方式也非常多,例如,可以將其溶解在溶劑中,并直接噴涂到基材上。
但是這種材料也并非完美,鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料通常非常不穩(wěn)定,溫度過高的時(shí)候不穩(wěn)定,這阻礙了其商業(yè)化。
沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院(OIST)能源材料與表面科學(xué)研究所由齊亞平教授領(lǐng)導(dǎo),他發(fā)現(xiàn)了新型鈣鈦礦材料,該材料穩(wěn)定,高效,并且生產(chǎn)成本相對較低,未來太陽能電池的使用會更加廣泛。
最近,他們的研究結(jié)果發(fā)表在《Advanced Energy Materials》上,博士后賈良博士和劉宗豪博士也對這項(xiàng)工作做出了重大貢獻(xiàn)。
但在鈣鈦礦太陽能電池變得像硅太陽能電池一樣具有商業(yè)可行性之前,仍有許多挑戰(zhàn)需要克服。例如,鈣鈦礦太陽能電池的壽命在一年或兩年,但硅太陽能電池可以工作20年。
齊亞平和他的同事們將繼續(xù)研究這些新型電池的效率和耐久性,并且正在以商業(yè)規(guī)模制造這些電池。鑒于自2009年第一顆鈣鈦礦太陽能電池被報(bào)道以來,該技術(shù)發(fā)展速度飛快,新型電池的未來可以說是非常光明。
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