中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：日本沖繩科技技術(shù)大學(xué)院（OIST）近日成功研發(fā)新型無機(jī)鈣鈦礦電池，可望降低太陽光電成本與解決鈣鈦礦電池遇熱降解挑戰(zhàn)，并同時(shí)滿足高效率與穩(wěn)定性等要求。
身為最受歡迎的綠能產(chǎn)業(yè)，太陽能產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，目前市占率最高的太陽光電為硅晶電池，但長(zhǎng)江后浪推前浪，新興鈣鈦礦電池也正虎視眈眈盯著市占第一寶座，其光吸收效率高，成本也比硅晶電池還便宜，更可溶解在溶液中，再噴涂到基材上，如解決穩(wěn)定性跟遇熱劣化等難題，未來將無可限量。
根據(jù)《Advanced Energy Materials》的研究，有別于以往有機(jī)鈣鈦礦電池，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新型電池為無機(jī)電池，這是一項(xiàng)重大改變，因?yàn)橛袡C(jī)材料通常不耐熱，遇熱容易衰退。
太陽能電池長(zhǎng)時(shí)間日照曝曬后會(huì)變得非常燙，導(dǎo)致光轉(zhuǎn)換效率下降，因此材料熱安定性居太陽光電研發(fā)關(guān)鍵地位，研究人員則借由無機(jī)代替有機(jī)材料，讓鈣鈦礦太陽能電池更加穩(wěn)定。OIST 能源材料與表面科學(xué)部門 Zonghao Liu 表示，無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池曝曬 300 小時(shí)之后，光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）僅下降 8%。
不過全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池的光吸收效率比有機(jī)無機(jī)混成材料（organic-inorganic hybrid material）還要低，因此研究人員利用錳來提高電池性能，借由錳改變材料晶體結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步提高光捕獲能力。Liu 表示，就像我們用鹽巴來提味，當(dāng)團(tuán)隊(duì)在電池添加錳時(shí)，可改變太陽能電池特性。
且為防止因熱度造成電池劣化，新型無機(jī)鈣鈦礦電極以碳取代舊有的黃金。與需要高溫與真空環(huán)境的黃金材料相比，這種電極很明顯更便宜跟易于生產(chǎn)，碳也可以直接印刷在太陽能電池上。
▲ 新型無機(jī)鈣鈦礦電池由多層材料組成，底部為僅有幾毫米厚的玻璃，第二層為透明導(dǎo)電材料FTO，上方是由二氧化鈦組成的電子活性層與光敏性（photoactive）鈣鈦礦，最上層則是碳。
目前團(tuán)隊(duì)仍持續(xù)研究該新型電池效率和耐用性，希望未來可將光電轉(zhuǎn)換效率從 6.14% 提升到商業(yè)化地步。有鑒于鈣鈦礦電池光電轉(zhuǎn)換效率已從 2009 年的 3.81%，提升至可與硅晶電池比擬的 22%，在如此短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)步神速，這類電池應(yīng)用與發(fā)展備受看好。
