科學(xué)家發(fā)現(xiàn)鈣鈦礦太陽能電池理論界限

鈣鈦礦太陽能電池由于測定條件不同，電流電壓曲線會(huì)發(fā)生變化，因此無法定量研究其發(fā)電特征和元件結(jié)構(gòu)關(guān)系。日本研究人員對能量轉(zhuǎn)換率19%以上的高效鈣鈦礦太陽能電池進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其電流發(fā)生效率接近100%，電壓可提高至理論界限。

鈣鈦礦太陽能電池雖然使用無機(jī)材料，但與有機(jī)薄膜太陽能電池一樣，可以在室溫下溶解在有機(jī)溶劑里，像墨水一樣使用，具有印刷和涂布方式制作的特點(diǎn)。與目前應(yīng)用的硅太陽能電池相比，其非常廉價(jià)，可大規(guī)模量產(chǎn)，是具有競爭力的下一代太陽能電池，各國都在爭相研究。

有研究報(bào)告顯示，鈣鈦礦太陽能電池具有20%以上的高效能量轉(zhuǎn)換率。但是鈣鈦礦的發(fā)電特征偏差較大，由于測定條件不同，會(huì)出現(xiàn)磁滯現(xiàn)象，難以對元件構(gòu)造和發(fā)電特征展開研究。

此次，日本京都大學(xué)大北英生準(zhǔn)教授和伊藤紳三郎教授率領(lǐng)的研究小組，選擇比較平滑致密的鈣鈦礦膜，成功制成能量轉(zhuǎn)換率19%以上、磁滯較小的鈣鈦礦太陽能電池。研究小組對元件進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，電流幾乎沒有變換損耗。在電壓方面，他們發(fā)現(xiàn)了開放電壓能夠達(dá)到接近理論界限。

該研究成果明確了鈣鈦礦太陽能電池的設(shè)計(jì)指針。研究小組認(rèn)為，鈣鈦礦電池可以與硅太陽能電池匹敵。該研究成果近日發(fā)表在《新材料》雜志電子版上。