實(shí)驗(yàn)室中的鈣鈦礦太陽能電池

金屬鹵化物鈣鈦礦被發(fā)現(xiàn)適合作為光伏材料僅有十年的時間。如今，鈣鈦礦太陽能電池已經(jīng)發(fā)展到幾乎和最好的傳統(tǒng)硅基電池一樣高效。如果它們能夠以印刷的方式簡單、快速地生產(chǎn)，將有很大希望成為高效、低成本的電池選擇。

其通往商業(yè)化的過程中，主要的障礙來自于鈣鈦礦設(shè)備的穩(wěn)定性。通常，主要通過實(shí)驗(yàn)室中持續(xù)不斷的照明或者戶外測試來評估鈣鈦礦裝置在實(shí)際運(yùn)作過程中的穩(wěn)定性。第一種方法的缺點(diǎn)在于沒有考慮到真實(shí)世界實(shí)際過程中輻照度和溫度會隨著晝夜和季節(jié)的變化而變化?；阝}鈦礦太陽能電池響應(yīng)時間很慢這一現(xiàn)狀，這些因素顯得尤為重要。

另一方面，戶外測試要求設(shè)備嚴(yán)密封裝，以避免其受到惡劣天氣的影響。但是，封裝主要解決寄生式故障機(jī)制，而這些機(jī)制不一定和鈣鈦礦材料本身相關(guān)。

為了免于這一困境，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）教授AndersHagfeldt實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家WolfgangTress與MichaelGr?覿tzel實(shí)驗(yàn)室的同事一起，將現(xiàn)實(shí)世界的條件帶入了實(shí)驗(yàn)室的受控環(huán)境中。利用洛桑附近一個氣象站的數(shù)據(jù)，他們復(fù)制了一年中某些具體時間內(nèi)真實(shí)世界的溫度和輻照度曲線。通過這一方法，科學(xué)家們能夠量化實(shí)際條件下鈣鈦礦太陽能電池的能源產(chǎn)量。這是太陽能電池實(shí)際應(yīng)用的最終決定因素。Tress說。

這項(xiàng)近日發(fā)表在《自然能源》雜志的研究成果發(fā)現(xiàn)，溫度和輻照度的變化不會以任何戲劇性的方式影響鈣鈦礦太陽能電池的性能。雖然電池的效率在一天當(dāng)中會略有下降，但它會在夜間恢復(fù)。

該研究為在實(shí)際操作條件下評估鈣鈦礦太陽能電池的性能和可靠性提供了進(jìn)一步的步驟。Tress說。（計(jì)紅梅編譯）