太陽的光線出現(xiàn)在生活中的每一個地方，人們的生活已經(jīng)離不開太陽，太陽能不僅為植物生長提供光源，而且也能為人類提供能源，現(xiàn)在的光伏發(fā)電就是很大程度上利用了太陽能。日本物質(zhì)材料研究機構(gòu)(NIMS)11月2日宣布，在鈣鈦礦太陽能電池的開發(fā)上，在單元(發(fā)電元件)面積達1cm2以上，轉(zhuǎn)換效率提高至約16%的同時，還通過了作為實用化基準的可靠性測試。

某太陽能電板

制作的鈣鈦礦太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率分布，PCE為轉(zhuǎn)換效率。(出處：日本物質(zhì)材料研究機構(gòu))

這是通過將電子和空穴(電洞)提取層采用的材料由有機物變更為無機物等方法實現(xiàn)的，是NIMS光伏發(fā)電材料部門部門長韓禮元等的研發(fā)小組的成果。已于10月30日在《科學》雜志在線版公開。

在鈣鈦礦太陽能電池的開發(fā)上，報告了具有高轉(zhuǎn)換效率的研究成果大多單元面積小(約0.1cm2)、可靠性也比較低。因此，要想實現(xiàn)實用化，擴大單元面積和提高可靠性成為當務之急。

研究小組稱，為了解決這些問題，將電子提取層和空穴提取層采用的有機材料變更為無機材料。利用無機材料制作的電子和空穴提取層的電阻較高，因此需要將層的厚度減薄至幾nm(納米)。但這樣的薄層若面積擴大，稱為針孔的缺陷會增多，因而轉(zhuǎn)換效率會降低。于是，在空穴提取層和電子提取層分別添加了高濃度鋰離子和鈮離子，使導電性提高至10倍以上。這樣，即使是大面積，也可以使用針孔較少的10～20nm的厚層了。

結(jié)果是在面積為1cm2以上的單元上，以高再現(xiàn)性實現(xiàn)了約16%的轉(zhuǎn)換效率。并且，由于電子提取層和空穴提取層均采用無機材料，即使以實用化基準的光強(1sun)太陽光連續(xù)照射1000小時，轉(zhuǎn)換效率的降低也可控制在10%以下，顯示出了優(yōu)異的可靠性。太陽能雖然可以產(chǎn)生很大能量，但是現(xiàn)在的技術還不足以保證人類所有的運轉(zhuǎn)，這就需要我們保護能源，從自己做起，從身邊的點滴做起，節(jié)約能源，是我們?nèi)祟惷恳粋€人應盡的責任。