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鈣鈦礦太陽能電池比傳統(tǒng)的硅電池便宜，它們能夠將太陽光轉化為電能的效率迅速增加。但要在商業(yè)上可行的話，就需要將實驗室里的產品尺寸擴大。


由于采用了新的制造方法，科學家們已經在面積大于一平方厘米鈣鈦礦型太陽能電池上獲得超過15%的能量轉換。

研究人員報告了鈣鈦礦型電池的效率高于20%，可以媲美傳統(tǒng)硅電池。但那些高效率的鈣鈦礦型電池僅十分之一個平方厘米，只適用于實驗室測試，如果當太陽能電池板使用則太小了。

布朗大學工程學教授Nitin Padture說，但是通過改進處理后，一個平方厘米以上的電池獲得15%的效率上是可行的，這已經是真正的進步。

Padture說，在更大的鈣鈦礦電池如何保持高效已被證明是一個挑戰(zhàn)，“鈣鈦礦的問題是，當你嘗試用傳統(tǒng)的方法做出了較大的太陽能膜時，低效率的缺陷就會暴露。”

鈣鈦礦電池之前的制造工藝是由Padture實驗室一名研究生周媛媛(查找不到原名，采用音譯，下同)建立的，鈣鈦礦前體溶解在溶劑中溶解然后沉淀在基底上。然后將基底浸泡在第二溶劑(稱為反溶劑)，其作用是選擇性地把前體的溶劑溶解掉，剩下的就是鈣鈦礦晶體產生的超光滑的膜。

這項新的研究，發(fā)表在先進材料雜志上，周媛媛(音譯)和國家可再生能源實驗室博士后研究員楊孟錦(音譯)，通過一種小技巧找到了加大鈣鈦礦晶體尺寸的方法。方法是添加過量的有機前體，粘在小的鈣鈦礦晶體上，通過加熱將它們擴大，并通過熱處理把過多的有機前體處理掉。

“溶劑法確保完整的覆蓋性和均勻性，”Padture說。“通過覆蓋后，我們增加了晶體的尺寸，這使我們產生了缺陷更少，效率更高的薄膜。”

在這個最新的產品達到了15%的效率是一個良好的開端，Padture說，但仍有提升空間。研究人員使用這個或類似方法最終有希望讓大電池能達到20%至25%的效率。

這項工作得到了美國能源署和美國國家科學基金會的資助。