俄美研製出新型太陽能電池 成本低轉換效率高

俄羅斯莫斯科鋼鐵合金學院和美國德克薩斯大學達拉斯分校組成的國際研究小組，研發出鈣鈦礦太陽能電池的製造技術。相比傳統的硅基太陽能電池，鈣鈦礦型薄膜太陽能電池的光電轉換效率更高，成本更低。研究人員認為，輕便、靈活、廉價的鈣鈦礦型太陽能電池，將大規模替代硅基太陽能電池。

硅基太陽能電池的研究始於20世紀中葉。現有技術的缺陷在於，硅的生產過程耗能高且有毒，造成其成本高昂。硅的特點是靈活度低、脆弱、電池板重量大，這也大大縮小了其使用範圍。金屬有機鈣鈦礦型太陽能電池則有望解決這些問題。

在新研究中，科學家們製造出串聯設備原型，把光伏電池與碳納米管連接為一體。多層串聯設備把鈣鈦礦電池與傳統的硅基太陽能電池結合在一起，令整個太陽可見光譜都能轉化為電能。這種太陽能轉化為電能的新機制使電池效率提高15%。

俄研究型工藝技術大學“莫斯科鋼鐵合金學院”能源效率中心首席專家、美國德克薩斯大學達拉斯分校教授、項目負責人安瓦爾�扎希多夫介紹説：“混合型鈣鈦礦材料的主要優點是獲取簡單，製作採用的是普通金屬鹽和有機化合物，而不是在高效半導體同類產品中，例如硅基太陽能電池和砷化鎵太陽能電池中所採用的昂貴稀有元素。鈣鈦礦材料不僅可以用在玻璃上，還可以塗在其他材料和表面上。相比更加複雜的獲取薄膜太陽能電池的方法，這能讓電池變得更加廉價。”

鈣鈦礦薄膜太陽能電池活性層可以塗抹到柔軟的、薄薄的基層上。採用卷對卷技術可以把太陽能電池噴到任何彎曲的表面。這樣一來，與傳統的硅基太陽能電池相比，這種太陽能電池的適用範圍顯著擴大，如隨身攜帶的電子設備、日用家電、“智能家居”設備等，以確保住宅、房間和汽車工業的供電。

目前，每平方米鈣鈦礦型太陽能電池板的價格不超過100美元，而最貴的硅基太陽能電池板每平方米的價格為300美元。在大規模生產情況下，價格將相差3倍。鑑於光伏技術生態友好、物美價廉，生產新型設備更廉價，能大幅減少傳統能源的使用。