英國一個(gè)科研組近日采用噴涂技術(shù)制作鈣鈦礦材料的太陽能電池板取得重要進(jìn)展，有望顯著降低太陽能發(fā)電成本

北京時(shí)間8月28日消息，據(jù)物理學(xué)家組織報(bào)道，英國謝菲爾德大學(xué)的一個(gè)科研組最近首次將一種噴涂技術(shù)應(yīng)用于鈣鈦礦太陽能板的研制。這種材料與技術(shù)的應(yīng)用將幫助降低太陽能發(fā)電的成本。

來自謝菲爾德大學(xué)物理與天文學(xué)院以及化學(xué)與生物工程學(xué)院的專家此前便曾經(jīng)使用噴涂技術(shù)生產(chǎn)過有機(jī)半導(dǎo)體材料的太陽能電池，而此次采用鈣鈦礦材料則是在此基礎(chǔ)上的一大進(jìn)展。

基于金屬鹵化物鈣鈦礦的光電材料首次是在2012年對外進(jìn)行了展示。而現(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為太陽能電池領(lǐng)域非常有前景的材料選擇，因?yàn)樗芎玫慕Y(jié)合了高效率以及低成本的特點(diǎn)。而運(yùn)用材料噴涂技術(shù)將能將材料的浪費(fèi)降低到最小，并且更加適合大規(guī)模生產(chǎn)性應(yīng)用——就有點(diǎn)像是汽車噴漆與圖像打印產(chǎn)業(yè)那樣。

首席科學(xué)家大衛(wèi)·利茲(David Lidzey)教授表示：“人們對基于鈣鈦礦的光電材料非常感興趣?！彼f：“更重要的是，這款材料將有望集成熟太陽能電池材料的高表現(xiàn)與有機(jī)光電材料的低成本制造于一身。”

當(dāng)前絕大部分的太陽能電池板都是使用能源密集型材料——如硅材料，來制作的，意思就是生產(chǎn)這樣的材料所需的能耗較高。相比之下，使用鈣鈦礦材料所需的生產(chǎn)能耗就要低得多。通過采用集約的噴涂工藝，研究組期望能夠進(jìn)一步將成本降下來。

利茲教授表示：“有機(jī)太陽能電池板的最佳能效轉(zhuǎn)換功率記錄大約是10%。目前采用鈣鈦礦材料的太陽能板，其轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達(dá)到19%，距離硅材料太陽能板25%的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)不遠(yuǎn)。而目前硅材料太陽能板是市場上占據(jù)絕對壟斷地位的產(chǎn)品?！彼f：“我們研發(fā)的鈣鈦礦材料太陽能板仍然采用與有機(jī)太陽能電池相似的結(jié)構(gòu)。我們所做的主要是更換了其核心的光吸收層材料——即有機(jī)物層，并將其替換成了噴涂的鈣鈦礦材料層。采用鈣鈦礦層取代有機(jī)物吸收層，讓產(chǎn)品的能量轉(zhuǎn)化率出現(xiàn)了顯著的提升?！?

謝菲爾德大學(xué)的研究組發(fā)現(xiàn)，通過噴涂鈣鈦礦材料層，他們可以讓原先的太陽能電池板效率提升大約11%。利茲教授表示：“這項(xiàng)成果進(jìn)一步推進(jìn)了現(xiàn)有工作，標(biāo)志著鈣鈦礦涂層技術(shù)將開始逐漸走出實(shí)驗(yàn)室。這是邁向高效而低成本太陽電池板的關(guān)鍵性一步。”

太陽能正在成為全球可再生能源領(lǐng)域的重要組成部分，盡管全球經(jīng)濟(jì)遭遇困境，但太陽能電池市場卻仍然保持了較高的增長勢頭。利茲教授表示：“我相信這種薄膜光電轉(zhuǎn)化技術(shù)將會(huì)在提振太陽能應(yīng)用的方面起到重要作用，而在這其中，鈣鈦礦材料的采用將大有前途?！?