瑞士科學(xué)家在最新出版的《自然》雜志刊發(fā)研究報告稱，他們巧妙融合鈣鈦礦與硅材料，打造出一款新型“三明治”結(jié)構(gòu)太陽能電池。這款電池底層為硅基，中層與頂層則沉積著鈣鈦礦薄膜，光電轉(zhuǎn)化效率高達(dá)30.02%，遠(yuǎn)超此前27.1%的認(rèn)證紀(jì)錄。

這款三結(jié)太陽能電池由洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院光伏與薄膜電子實驗室與瑞士電子與微技術(shù)中心科學(xué)家攜手打造。最新進(jìn)展的取得緣于團隊對頂部鈣鈦礦電池電壓不足、中間電池電流偏弱這兩大瓶頸的精準(zhǔn)攻克。

在研制新電池的過程中，團隊引入了一種神奇分子，引導(dǎo)鈣鈦礦晶體完美生長，消除內(nèi)部缺陷，使頂部電池電壓躍升至1.4V。此外，團隊開發(fā)出三步沉積工藝，讓中間電池對近紅外光的吸收效率大幅提升。而且，他們在硅基底與中間層之間嵌入納米粒子，巧妙地將多余陽光反射回中層，讓電流倍增。

目前，全球太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率桂冠由多結(jié)Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體太陽能電池摘得(高達(dá)37%)，但其“身價”高昂——每瓦電力成本是普通電池千倍，通常服務(wù)于太空與聚光系統(tǒng)，例如為衛(wèi)星供電。

新電池以遠(yuǎn)低于Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體的成本，展現(xiàn)了逼近頂尖太空級電池的性能，堪稱“平民價格，貴族性能”。這不僅為地面公用事業(yè)與住宅太陽能技術(shù)開啟了新大門，更有望在未來“上天入地”，服務(wù)于空間應(yīng)用。這項突破性進(jìn)展，也為低成本鈣鈦礦太陽能電池樹立了新標(biāo)桿。

團隊下一步將聚焦于擴大制造規(guī)模、開展嚴(yán)苛的耐久性測試，并積極推動其向商業(yè)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化。