日本提高鈣鈦礦太陽能電池轉(zhuǎn)換率

據(jù)日本當?shù)孛襟w報道，針對新一代太陽能電池“鈣鈦礦太陽電池”材料，東京大學先端科學技術(shù)研究中心的科研人員，在不使用銣等稀有金屬的前提下，實現(xiàn)了20.5%的高轉(zhuǎn)換效率及穩(wěn)定發(fā)電。研究通過添加地球上較多存在的鉀元素，實現(xiàn)了結(jié)晶構(gòu)造的穩(wěn)定性。研究組在進行長期耐久性試驗同時，面向松下、東芝等企業(yè)的實用化進行評價與研討。

所謂鈣鈦礦太陽電池，是使用具有鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)這一材料的太陽能電池。與目前主流的硅太陽能電池對比，其制造工序簡易，制造成本低。目前，實用化基準轉(zhuǎn)換效率大于20%的太陽能電池，采用銣、銫等稀有金屬來維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

東京大學研究小組在特定條件下通過添加鉀元素保持結(jié)晶結(jié)構(gòu)，在完全不使用稀有金屬的前提下，成功制作了無缺陷規(guī)整的發(fā)電層，由于對電子流動不形成阻礙，從而提高了轉(zhuǎn)換效率與發(fā)電安定性。

此外，研究組還確認采用鉀使電流、電壓變化的方式，可抑制發(fā)電量變化的“遲滯現(xiàn)象”。比使用銣等金屬的抑制效果更高，可做到更穩(wěn)定的發(fā)電。太陽能電池由于遲滯現(xiàn)象很難測定正確的轉(zhuǎn)化效率，這曾是實用化課題。

東京大學的此項研究是新能源與產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)(NEDO)項目的一部分。項目目標為2020年實現(xiàn)變換效率25%，1萬小時照射后維持95%以上的效率。因此，考慮未來的實用和普及，采用容易獲得的材料制作意義重大。