科技日報記者 劉霞
澳大利亞昆士蘭大學(xué)科學(xué)家在16日出版的《自然·納米技術(shù)》雜志刊發(fā)論文稱，他們采用環(huán)保鈣鈦礦技術(shù)研制出一種新型鹵化錫鈣鈦礦（THP）太陽能電池，光電轉(zhuǎn)化效率達16.65%，刷新了同類電池的世界紀錄，較此前最高水平提高1%。
作為第三代光伏技術(shù)的代表之一，金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池憑借卓越的光電轉(zhuǎn)換效率和低廉的制造成本備受矚目。目前主流鉛基鈣鈦礦太陽能電池的最高轉(zhuǎn)化效率已超過20%，但鉛元素具有高毒性和水溶性，會帶來環(huán)境風(fēng)險，成為制約其商業(yè)化應(yīng)用的主要因素。相較之下，錫基鈣鈦礦材料兼具優(yōu)異的光電性能和環(huán)境友好特性，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
此前科學(xué)家也曾嘗試利用錫制備THP太陽能電池，但快速結(jié)晶的薄膜存在質(zhì)量問題，導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)化效率下降。在最新研究中，團隊通過引入銫離子，有效改善了薄膜的微觀結(jié)構(gòu)并減少了晶體缺陷，從而克服了這一障礙，為發(fā)展綠色能源技術(shù)提供了新思路。
值得一提的是，團隊5年前曾創(chuàng)下量子點太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率最高認證紀錄。團隊成員表示，當年研發(fā)量子點電池積累的技術(shù)、工藝和材料方面的經(jīng)驗，為本次提高THP薄膜太陽能電池性能提供了重要啟示。
團隊表示，THP太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率已與市售硅基太陽能電池旗鼓相當，且在制造成本、生產(chǎn)效率和環(huán)保等方面更具優(yōu)勢，因此具有巨大的商業(yè)潛力。THP電池兼具柔韌性、多功能性，再加上效率不斷提高，非常適合用于家用和室外光伏太陽能電池板。未來，這種輕量化電池甚至有望為電動飛機提供動力。
本研究中使用的制備技術(shù)還能拓展，用于其他需要高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的設(shè)備，如激光器、光電探測器、晶體管等。
