近日，由都靈理工大學(xué)、洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院、米蘭理工大學(xué)和意大利技術(shù)研究院納米科技中心組成的一個(gè)鈣鈦礦實(shí)驗(yàn)研究團(tuán)隊(duì)，在美國(guó)《科學(xué)》雜志上發(fā)表題為“提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率和穩(wěn)定性”的研究論文，該項(xiàng)研究解決了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換中的關(guān)鍵問(wèn)題。
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池技術(shù)被“世界經(jīng)濟(jì)論壇”評(píng)為2016年十大最有前景的技術(shù)之一。瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院長(zhǎng)期致力于鈣鈦礦在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換裝置中的應(yīng)用研究，其研究成果表明，該材料有望在2020年之前實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。全球多所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)都投入人力和財(cái)力開(kāi)發(fā)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，使鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率大大提高，在過(guò)去的六年里提高了5倍以上，但是，要達(dá)到規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)階段，尚有局限。比如，當(dāng)被暴露于紫外線和大氣濕度中，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池會(huì)有相當(dāng)大的效率損失，其性能在短時(shí)間內(nèi)會(huì)急劇退化。
發(fā)表在《科學(xué)》上的這篇論文解決了這一關(guān)鍵問(wèn)題，研究人員設(shè)計(jì)并提出用一種創(chuàng)新性的聚合物材料涂層（微米厚氟化層），充當(dāng)防濕屏障，確保太陽(yáng)能電池板的自清潔特性，從而有效抵制鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的老化。
這種聚合物涂層通過(guò)快速光聚合技術(shù)產(chǎn)生，經(jīng)濟(jì)成本低、環(huán)境影響小，在發(fā)光分子的強(qiáng)化作用下，能夠?qū)⑻?yáng)光輻射中的紫外光轉(zhuǎn)換成太陽(yáng)能電池中的無(wú)害光線。測(cè)試結(jié)果顯示，其轉(zhuǎn)換效率達(dá)到19%，具有出色的穩(wěn)定性，這些特性確認(rèn)了這種新型太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用前景。
在意大利，都靈理工大學(xué)、米蘭理工大學(xué)和意大利技術(shù)研究院等機(jī)構(gòu)的研究人員正在就這一極具前景的領(lǐng)域開(kāi)展研究。比如，位于都靈的意大利技術(shù)研究院可持續(xù)未來(lái)研究中心和位于米蘭的納米科技中心，致力于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池板的效率研究。在石墨烯實(shí)驗(yàn)室，科研團(tuán)隊(duì)正在研究如何將石墨烯和其它二維材料納入到這些新的太陽(yáng)能電池中。
鈣鈦礦（Perovskite）這一單詞是為紀(jì)念俄羅斯帝國(guó)法院的Lev Perovskiy部長(zhǎng)——一個(gè)偉大的礦物收藏家而創(chuàng)造，由古斯塔夫·羅斯（Gustav Rose）于1840年提出。鈣鈦礦是具有特定晶體結(jié)構(gòu)的立方形不透明晶體，包含的元素范圍很廣，能夠吸收全部的太陽(yáng)光譜，具有多種物理特性，是優(yōu)良導(dǎo)體。
