太陽(yáng)能技術(shù)日新月異，光電轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄每隔幾周又會(huì)再翻新，象是最近英國(guó)太陽(yáng)能公司 Oxford PV便透過(guò)鈣鈦礦-硅晶太陽(yáng)能技術(shù)，將效率提高至 27.2%。

硅晶太陽(yáng)能為當(dāng)前產(chǎn)業(yè)首選技術(shù)，便宜、高效又穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)讓太陽(yáng)光電成為最受歡迎的再生能源，但以目前已大規(guī)模商業(yè)化的技術(shù)而言，其轉(zhuǎn)換效率預(yù)期很難超過(guò) 25%，因此科學(xué)家一直在尋找另一個(gè)太陽(yáng)能明日之星。

鈣鈦礦則是太陽(yáng)能領(lǐng)域后起之秀，光電轉(zhuǎn)換效率在 9 年內(nèi)增加到可與硅晶太陽(yáng)能媲美的 22%，近年來(lái)科學(xué)家更為了尋求突破與新材料，紛紛將鈣鈦礦與硅晶太陽(yáng)能相結(jié)合，讓原本處于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的太陽(yáng)能電池材料握手言和，打造新型太陽(yáng)能電池。

英國(guó) Oxford PV 便以此技術(shù)成功研發(fā)出 1 cm2大小的高效率鈣鈦礦-硅晶太陽(yáng)能電池，該效率除了獲得德國(guó) Fraunhofer 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所(ISE)認(rèn)證，也突破單一接面式(Single Junction)硅晶太陽(yáng)能電池 26.7% 的紀(jì)錄。

該公司并不期望能將單一太陽(yáng)能材料效率最大化，反而利用鈣鈦礦與硅晶電池各自優(yōu)缺點(diǎn)與不同能隙特性，試圖將鈣鈦礦-硅晶太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率躍升至 30% 以上。

理論上，由于鈣鈦礦與硅晶材料能隙寬度不一，兩者光吸收范圍并不會(huì)重疊，因此可各司其職：鈣鈦礦負(fù)責(zé)吸收綠光、藍(lán)光并轉(zhuǎn)換為電能，硅則用于吸收紅光與近紅外光，但現(xiàn)實(shí)往往沒(méi)那么簡(jiǎn)單，能隙重疊效應(yīng)(bandgap overlap effect)仍將底層硅晶太陽(yáng)能電池的效率砍半，大大影響整體太陽(yáng)能效率。

為研發(fā)出高效率鈣鈦礦-硅晶太陽(yáng)能電池，該公司結(jié)合轉(zhuǎn)換效率達(dá) 17% 與 22% 的鈣鈦礦與硅晶太陽(yáng)能電池，但由于能隙重疊效應(yīng)，最終轉(zhuǎn)換效率比預(yù)期少 11% 左右。

不過(guò)與一般硅晶與鈣鈦礦電池相比，轉(zhuǎn)換效率 27.2% 已算是產(chǎn)業(yè)大突破。Oxford PV 目前也正努力在德國(guó)生產(chǎn) 156mmx 156mm 商業(yè)尺寸鈣鈦礦-硅晶太陽(yáng)能電池，并試圖出售其概念。

Oxford PV 執(zhí)行長(zhǎng) Frank Averdung 指出，公司目前最大挑戰(zhàn)不是在提升轉(zhuǎn)換效率，而是要穩(wěn)定其性能。由甲基氨基碘化鉛(MAPbI3)制成的鈣鈦礦遇到濕度會(huì)有衰退問(wèn)題。該公司盼能逐一突破，并希望可在 2019 年投入測(cè)試，并于 2020 年推出產(chǎn)品。

Oxford PV 并非世界第一個(gè)研發(fā)鈣鈦礦-硅晶太陽(yáng)能電池團(tuán)隊(duì)，2018 年 2 月美國(guó)布朗大學(xué)與內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校(UNL)已如火如荼研發(fā)該技術(shù)，還想研發(fā)出不含鉛的鈣鈦礦電池;瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)與瑞士電子和微技術(shù)中心(CSEM)組成的團(tuán)隊(duì)也在本月中旬將該類型電池轉(zhuǎn)換效率提高到 25.2%，或許業(yè)界與研究院未來(lái)達(dá) 30% 效率指日可待。

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