圖片來源：瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院

 

市場上，硅晶太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率已穩(wěn)定在 25% 左右，于是短短幾年內(nèi)轉(zhuǎn)換效率突飛猛進的鈣鈦礦太陽能電池便成為市場下一代光伏電池的理想選擇，其成長速度已刷新全球紀(jì)錄，尤其是有機 – 無機鉛鹵鈣鈦礦能提供多功能性，可能帶來更高的轉(zhuǎn)換效率。

 

鈣鈦礦太陽能電池制程簡易、成本低廉，轉(zhuǎn)換效率卻可突破 20%，外界十分看好未來發(fā)展?jié)摿Γツ暝谌鹗颗e辦的世界經(jīng)濟論壇 （WEF）曾將其列為未來改變?nèi)祟惿畹?10 大科技技術(shù)之一。

 

只不過，鈣鈦礦材料也面臨時間壓力，它們?nèi)菀纂S著時間推移而分解出現(xiàn)問題，雖然至今也有不少實驗將無機陽離子如銫、銣添加到鈣鈦礦中來保持高效率，但這些溶液往往難敵現(xiàn)實且昂貴，也因此鈣鈦礦電池價格仍比傳統(tǒng)矽電池還要高。

 

研究團隊表示，迄今為止，科學(xué)家還沒發(fā)現(xiàn)能同時提高轉(zhuǎn)換效率又兼顧穩(wěn)定性、且更容易合成的有機陽離子，直到最近實驗室將有機胍鹽正離子（CH6N3）引入甲基碘化鉛鈣鈦礦，發(fā)現(xiàn)鈣鈦礦穩(wěn)定性大增，可望成為替代品之一。

 
   
 

胍（guanidinium）是一種含氮的有機化合物，晶狀固體，具強鹼性，也稱“氨基甲脒”，可由瓜氨酸氧化制得。一般以鹽的形式使用，是有機合成（合成雜環(huán)化合物）、藥物、染料合成的中間體。

 

添加了胍鹽的鈣鈦礦太陽能電池在全光照測試條件下，至少持續(xù) 1,000 小時平均轉(zhuǎn)換效率都超過 19%，研究人員估計，若假設(shè)電池每天接受 6 小時日照，或平均輻照度 250Wm-2（相當(dāng)于北非環(huán)境），這樣的穩(wěn)定性已經(jīng)相當(dāng)于 1,333天（3.7年）的實際使用情況，符合該領(lǐng)域的使用標(biāo)準(zhǔn)。雖然若要通過標(biāo)準(zhǔn)的太陽能電池認證，還需經(jīng)一系列包括溫度循環(huán)和濕熱的壓力測試。