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,這也是實現可持續(xù)能源供應的關鍵目標之一。
具有太陽能電池的電子設備可以將光能直接轉換成電能,加以使用。迄今為止,大多數太陽能電池都是由硅制成的,主要是利用了這種物質易吸收光線的特質,但是硅面板的生產成本很高,所以性價比一直是一個問題。
科學家一直在研究一種由鈣鈦礦結構制成的替代品材料。而鈣鈦礦是地球上發(fā)現的一種礦物質,由特定分子排列的鈣,鈦和氧組成,科學家研究的是和其具有相同晶體結構的材料,也就是鈣鈦礦結構材料。
鈣鈦礦材料作為太陽能電池的集光活性層非常實用,因為它們能有效地吸收光線,更重要的是價格要比硅便宜得多。這種材料實用方式也非常多,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,鈣鈦礦結構材料通常非常不穩(wěn)定,溫度過高的時候不穩(wěn)定,這阻礙了其商業(yè)化。
沖繩科學技術大學研究生院(OIST)能源材料與表面科學研究所由齊亞平教授領導,他發(fā)現了新型鈣鈦礦材料,該材料穩(wěn)定,高效,并且生產成本相對較低,未來太陽能電池的使用會更加廣泛。
最近,他們的研究結果發(fā)表在《AdvancedEnergyMaterials》上,博士后賈良博士和劉宗豪博士也對這項工作做出了重大貢獻。
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道以來,該技術發(fā)展速度飛快,新型電池的未來可以說是非常光明。