新型鈣鈦礦電池光電轉換效率刷新

科技日報訊 （記者劉霞）澳大利亞昆士蘭大學科學家在16日出版的《自然·納米技術》雜誌刊發論文稱，他們採用環保鈣鈦礦技術研製出一種新型鹵化錫鈣鈦礦（THP）太陽能電池，光電轉化效率達16.65%，刷新了同類電池的世界紀錄，較此前最高水平提高1%。

作為第三代光伏技術的代表之一，金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池憑藉卓越的光電轉換效率和低廉的製造成本備受矚目。目前主流鉛基鈣鈦礦太陽能電池的最高轉化效率已超過20%，但鉛元素具有高毒性和水溶性，會帶來環境風險，成為制約其商業化應用的主要因素。相較之下，錫基鈣鈦礦材料兼具優異的光電性能和環境友好特性，展現出廣闊的應用前景。

此前科學家也曾嘗試利用錫製備THP太陽能電池，但快速結晶的薄膜存在質量問題，導致光電轉化效率下降。在最新研究中，團隊通過引入銫離子，有效改善了薄膜的微觀結構並減少了晶體缺陷，從而克服了這一障礙，為發展綠色能源技術提供了新思路。

值得一提的是，團隊5年前曾創下量子點太陽能電池光電轉化效率最高認證紀錄。團隊成員表示，當年研發量子點電池積累的技術、工藝和材料方面的經驗，為本次提高THP薄膜太陽能電池性能提供了重要啓示。

團隊表示，THP太陽能電池的轉化效率已與市售硅基太陽能電池旗鼓相當，且在製造成本、生產效率和環保等方面更具優勢，因此具有巨大的商業潛力。THP電池兼具柔韌性、多功能性，再加上效率不斷提高，非常適合用於家用和室外光伏太陽能電池板。未來，這種輕量化電池甚至有望為電動飛機提供動力。

本研究中使用的製備技術還能拓展，用於其他需要高質量鈣鈦礦薄膜的設備，如激光器、光電探測器、晶體管等。