上篇太陽(yáng)能電池文章中，小編對(duì)鈦礦太陽(yáng)能電池及其效率有所探討。為增進(jìn)大家對(duì)鈦礦太陽(yáng)能電池的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)鈦礦太陽(yáng)能電池的商品化道路、鈦礦太陽(yáng)能電池的發(fā)展路徑等進(jìn)行介紹。如果你對(duì)太陽(yáng)能電池具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、鈦礦太陽(yáng)能電池

鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池(perovskite solar cells)，是利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽(yáng)能電池，屬于第三代太陽(yáng)能電池，也稱(chēng)作新概念太陽(yáng)能電池。鈣鈦礦晶體為ABX3 結(jié)構(gòu)，一般為立方體或八面體結(jié)構(gòu)。在鈣鈦礦晶體中，B離子位于立方晶胞的中心，被6個(gè)X離子包圍成配位立方八面體，配位數(shù)為6;A離子位于立方晶胞的角頂，被12個(gè)X離子包圍成配位八面體，配位數(shù)為12，其中，A離子和X離子半徑相近，共同構(gòu)成立方密堆積。

二、商品化的漫漫長(zhǎng)路

不過(guò)在實(shí)現(xiàn)這些愿景之前，鈣鈦礦還有很長(zhǎng)的路要走。穩(wěn)定性是鈣鈦礦太陽(yáng)能電池最致命的弱點(diǎn)。由于它們對(duì)潮濕環(huán)境敏感，暴露在潮濕空氣中會(huì)很快分解，因此必須對(duì)其進(jìn)行防水封裝。按照產(chǎn)業(yè)界慣例，一塊太陽(yáng)能電池板需要有25年的質(zhì)量保證，相當(dāng)于在恒定、明亮的太陽(yáng)光下工作約54000小時(shí)。因此，找到一種能夠在較大溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作的水汽阻隔技術(shù)十分重要。目前，也有一些公司嘗試將銅銦鎵硒半導(dǎo)體等其他材料制成商業(yè)化的柔性太陽(yáng)能電池產(chǎn)品，并取得了一些進(jìn)展。

鈣鈦礦電池封裝的重要性不僅在于需要將水分隔絕在外，更要將電池中的化學(xué)成分密封在內(nèi)，因?yàn)殁}鈦礦的成分中含有微量的鉛。在材料毒性和安全性方面，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池可以借鑒基于碲化鎘材料的太陽(yáng)能電池技術(shù)——碲化鎘太陽(yáng)能電池板如今已經(jīng)遍及世界各地，雖然鎘的毒性比鉛大得多，但這些電池已通過(guò)安全標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估。鈣鈦礦企業(yè)或許可以從這一成功案例中學(xué)習(xí)可靠的封裝技術(shù)和嚴(yán)格的測(cè)試方案。

美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員此前在鉛的處理方面取得了一項(xiàng)令人振奮的進(jìn)展：他們證明，車(chē)用鉛酸蓄電池中的鉛可以被安全地回收再利用，并用于制造鈣鈦礦電池。解決安全問(wèn)題的另一條途徑就是完全取消鉛的使用。一些團(tuán)隊(duì)曾發(fā)表相關(guān)文章報(bào)道了用錫代替鉛制備鈣鈦礦電池的初步結(jié)果，然而含錫電池在效率和穩(wěn)定性上都遜色于含鉛電池。

由此看來(lái)，鈣鈦礦的變革者們需要給出一個(gè)在經(jīng)濟(jì)上更具說(shuō)服力的理由，以吸引足夠的投資來(lái)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。雖然鈣鈦礦電池所需的原材料十分充足，且可以較低溫度下使用廉價(jià)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，但還需要考慮“周邊系統(tǒng)成本”，這包括安裝材料和人力成本、安裝許可證和系統(tǒng)檢查相關(guān)費(fèi)用以及其他相關(guān)的費(fèi)用。

三、與硅電池結(jié)盟

根據(jù)目前的情況看，鈣鈦礦電池或許可以與硅電池結(jié)成“聯(lián)盟”，從而在現(xiàn)有的光伏市場(chǎng)上形成有力競(jìng)爭(zhēng)。研究人員稱(chēng)，在硅層上方加一層鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，可以將二者結(jié)合并形成一個(gè)“疊層”太陽(yáng)能電池。鈣鈦礦材料能夠很好地利用太陽(yáng)光中能量較高的光(如藍(lán)光或紫外光)，這正好是硅所無(wú)法吸收的部分，這樣便能激發(fā)更多具有較高能量和光電壓的電子。研究者們預(yù)測(cè)，未來(lái)如果將最好的硅組件和鈣鈦礦器件合理地整合在一起，在不用大幅改動(dòng)兩者制造技術(shù)的情況下就可以獲得超過(guò)30%的效率，同時(shí)，周邊系統(tǒng)成本也將會(huì)大大降低。

四、逆向拓展

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的迅速崛起也為科學(xué)家們和工程師們帶來(lái)了其他方面的啟發(fā)，如可以利用鈣鈦礦材料來(lái)制備其他類(lèi)型的光電功能器件。此前，研究人員已用金屬鹵化物鈣鈦礦材料制造出發(fā)光二極管(LED)和激光器，它們能通過(guò)冷發(fā)光過(guò)程有效地放出光。盡管針對(duì)此類(lèi)新穎產(chǎn)品的研究才剛剛開(kāi)始，但研究者相信，這一領(lǐng)域?qū)?huì)越來(lái)越受到大家的關(guān)注。

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