鈣鈦礦電池是近年來進(jìn)步飛快的太陽能技術(shù)，已從2009年的3.81%提升到可與晶硅電池競(jìng)爭(zhēng)的22%，不過當(dāng)前高效率鈣鈦礦電池大多含有有毒物質(zhì)鉛，導(dǎo)致鈣鈦礦太陽能難以推廣，因此找出替代材料為各廠與研究單位研發(fā)重點(diǎn)。
如今科學(xué)家離無鉛鈣鈦礦太陽能電池目標(biāo)又更進(jìn)一步了，瑞典林雪坪大學(xué)（LiU）與新加坡南洋理工大學(xué)（NTU）日前成功研發(fā)出無鉛雙鈣鈦礦電池薄膜，且具有良好的光電特性。
該團(tuán)隊(duì)目標(biāo)以一價(jià)（monovalent）與三價(jià)金屬來代替二價(jià)金屬鉛，并制造出擁有密集堆積晶體的雙鈣鈦礦單層薄膜，這類薄膜可當(dāng)作太陽能電池中的活性層（active layer），吸收太陽光并轉(zhuǎn)換成載流子。NTU資深講師 Feng Gao指出，這些載流子在材料中有較長(zhǎng)的擴(kuò)散長(zhǎng)度（diffusion lengths），為太陽能電池的必要條件。
不過該太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率目前著實(shí)不高，只有1%，但團(tuán)隊(duì)并沒有氣餒，F(xiàn)eng Gao表示，「團(tuán)隊(duì)已經(jīng)邁出第一步，還找出制造活性層的方法，我們已經(jīng)找出許多方法來提高效率。」研究員目前已計(jì)算出超過4,000種雙鈣鈦礦電池材料組合方式，未來將使用理論計(jì)算（theoretical calculation）逐步確定最佳組合，團(tuán)隊(duì)也希望之后可將無鉛雙鈣鈦礦薄膜電池從琥珀色變成深色系，讓電池可以吸收更多光。
兩校結(jié)合將有助于雙鈣鈦礦電池研發(fā)，F(xiàn)eng Gao表示，NTU團(tuán)隊(duì)是光物理（photophysics）專家，LiU則是擅長(zhǎng)材料科學(xué)和元件物理，透過不同專業(yè)領(lǐng)域相輔相成。
現(xiàn)在已有不少研究單位正在研發(fā)無鉛鈣鈦礦太陽能，例如美國(guó)布朗大學(xué)與內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校（UNL）便利用電腦模擬，認(rèn)為一種含銫、鈦和鹵素成分（溴或碘）的鈣鈦礦電池是個(gè)良好候選材料，目前正火如荼測(cè)試中。該團(tuán)隊(duì)還希望可將鈣鈦礦電池與硅晶電池結(jié)合，制作出「串聯(lián)」太陽能電池，借由設(shè)計(jì)多層、不同能隙的材料來提升光電轉(zhuǎn)換效率。
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