英科學家噴塗鈣鈦礦製造新型太陽能板

2025-05-10 07:05:24

    [泡泡網 前沿電子頻道] 據物理學家組織報導，英國謝菲爾德大學的一個科研組最近首次將一種噴塗技術應用於鈣鈦礦太陽能板的研製。這種材料與技術的應用將幫助降低太陽能發電的成本。來自謝菲爾德大學物理與天文學院以及化學與生物工程學院的專家此前便曾經使用噴塗技術生產過有機半導體材料的太陽能電池，而此次採用鈣鈦礦材料則是在此基礎上的一大進展。

　　基於金屬滷化物鈣鈦礦的光電材料首次是在2012年對外進行了展示。而現在這項技術已經成為太陽能電池領域非常有前景的材料選擇，因為它很好的結合了高效率以及低成本的特點。而運用材料噴塗技術將能將材料的浪費降低到最小，並且更加適合大規模生產性應用——就有點像是汽車噴漆與圖像列印產業那樣。

　　首席科學家大衛?利茲(David Lidzey)教授表示：「人們對基於鈣鈦礦的光電材料非常感興趣。」他說：「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與有機光電材料的低成本製造於一身。」

　　當前絕大部分的太陽能電池板都是使用能源密集型材料——如矽材料，來製作的，意思就是生產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能耗就要低得多。通過採用集約的噴塗工藝，研究組期望能夠進一步將成本降下來。

　　利茲教授表示：「有機太陽能電池板的非常好的能效轉換功率記錄大約是10%。目前採用鈣鈦礦材料的太陽能板，其轉化效率已經達到19%，距離矽材料太陽能板25%的轉化率已經不遠。而目前矽材料太陽能板是市場上佔據絕對壟斷地位的產品。」他說：「我們研發的鈣鈦礦材料太陽能板仍然採用與有機太陽能電池相似的結構。我們所做的主要是更換了其核心的光吸收層材料——即有機物層，並將其替換成了噴塗的鈣鈦礦材料層。採用鈣鈦礦層取代有機物吸收層，讓產品的能量轉化率出現了顯著的提升。」

　　謝菲爾德大學的研究組發現，通過噴塗鈣鈦礦材料層，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：「這項成果進一步推進了現有工作，標誌著鈣鈦礦塗層技術將開始逐漸走出實驗室。這是邁向高效而低成本太陽電池板的關鍵性一步。」

　　太陽能正在成為全球可再生能源領域的重要組成部分，儘管全球經濟遭遇困境，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化技術將會在提振太陽能應用的方面起到重要作用，而在這其中，鈣鈦礦材料的採用將大有前途。」

張彬彬（Weibo：）
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