美國(guó)西北大學(xué)研究人員率先開(kāi)發(fā)了一種效率令人滿(mǎn)意的新型太陽(yáng)能電池，它利用了含錫的鈣鈦礦替代原先含鉛的鈣鈦礦作為光吸收劑。這種低成本、對(duì)環(huán)境友好的太陽(yáng)能電池可以采用簡(jiǎn)單的化學(xué)方法——即無(wú)需使用昂貴的設(shè)備或有害的材料——很方便地加以制造。
據(jù)美國(guó)每日科學(xué)網(wǎng)站報(bào)道，專(zhuān)門(mén)從事錫研究的無(wú)機(jī)化學(xué)家邁爾庫(kù)里·卡納齊季斯說(shuō)：“這對(duì)于把鉛從一種非常有前途的太陽(yáng)能電池類(lèi)型（即所謂的鈣鈦礦電池）中去除掉是一個(gè)重大突破。錫是一種非常可行的材料，我們已證明這種材料確實(shí)可以像高效的太陽(yáng)能電池那樣工作。”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的卡納齊季斯是西北大學(xué)化學(xué)教授。
報(bào)道稱(chēng)，這種新型太陽(yáng)能電池采用一種名為鈣鈦礦的材料，但以錫替代鉛作為其中的吸光劑。鉛鈣鈦礦可以實(shí)現(xiàn)15%的轉(zhuǎn)換效率，而錫鈣鈦礦的轉(zhuǎn)換效率應(yīng)該能夠與之匹敵甚至超過(guò)這一水平。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池正在被稱(chēng)贊為“光伏技術(shù)的下一個(gè)大事件”，并已經(jīng)為這個(gè)領(lǐng)域重新注入了活力。
卡納齊季斯開(kāi)發(fā)、合成和分析了這種材料。然后他向本校合作者、納米科學(xué)家張邦衡求助，以便設(shè)計(jì)出一種能正常工作的太陽(yáng)能電池。西北大學(xué)材料學(xué)和工程學(xué)教授張邦衡說(shuō)：“我們的錫鈣鈦礦層起到了有效吸收太陽(yáng)光的作用，它被夾在兩個(gè)電荷傳輸層之間，以便把電能輸送到外界。”
報(bào)道稱(chēng)，有關(guān)這種無(wú)鉛太陽(yáng)能電池的詳細(xì)說(shuō)明5月4日發(fā)表在《自然-光子學(xué)》月刊上。卡納齊季斯和張邦衡兩人是這篇論文的資深作者。
卡納齊季斯說(shuō)，他們的固態(tài)錫太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率接近6%，這是一個(gè)很不錯(cuò)的起點(diǎn)。有幾點(diǎn)使這種材料與眾不同：它可以吸收可見(jiàn)光譜上的大部分光線(xiàn)，而且鈣鈦礦鹽可以分解，并且無(wú)需加熱就可以在溶劑被清除時(shí)重組。他說(shuō)：“其他科學(xué)家將了解我們所取得的成果并對(duì)我們的方法加以改進(jìn)。”
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是2008年后才問(wèn)世的——而且還只存在于實(shí)驗(yàn)室中。2012年，卡納齊季斯和張邦衡曾說(shuō)，新型錫鈣鈦礦太陽(yáng)能電池有望實(shí)現(xiàn)更高效率并降低制造成本，同時(shí)保持對(duì)環(huán)境的安全。
