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德國(guó)和瑞士科學(xué)家們共同開(kāi)發(fā)了一種使用碳電極的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，其效率高達(dá)18.5%，且在連續(xù)光照500小時(shí)后仍能保留82%。雖然這種電池的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他鈣鈦礦太陽(yáng)能裝置，但它是全程采用低溫工藝生產(chǎn)的，因此很有可能實(shí)現(xiàn)低成本、大規(guī)模生產(chǎn)，由此使得這種方法值得進(jìn)一步探究。

圖片：弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所ISE《先進(jìn)能源材料》知識(shí)共享許可證CC BY 4.0

目前人們普遍認(rèn)為，在不久的將來(lái)的某個(gè)時(shí)候，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池將進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)超當(dāng)今技術(shù)的太陽(yáng)能產(chǎn)量。但是，人們?nèi)栽谕ㄟ^(guò)許多不同的途徑探究具體的材料和裝置結(jié)構(gòu)而使之超越研究階段，且每種途徑都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

創(chuàng)造電池觸點(diǎn)允許產(chǎn)生的電流從中流出就是其中一個(gè)例子。

由弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所主導(dǎo)的科學(xué)家們?cè)谝黄钚掳l(fā)表的論文中表示：“[目前常用的]金屬接觸電極會(huì)由于在表面上擴(kuò)散金屬雜質(zhì)而加快鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的降解。在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中使用化學(xué)惰性、堅(jiān)固的碳素石墨電極——即碳基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（C-PSC）——取代金屬觸點(diǎn)可以從根本上解決這個(gè)問(wèn)題。C-PSC基于工業(yè)化成熟的印刷技術(shù)而具備環(huán)境壓力處理能力，因此頗具商業(yè)化前景。”

他們繼續(xù)解釋說(shuō)，C-PSC電池出現(xiàn)了另一種問(wèn)題，導(dǎo)致碳電極與鈣鈦礦層交界處有性能損失。為了克服這一問(wèn)題，弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所ISE與瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的科學(xué)家們合作開(kāi)發(fā)了一種阻擋層，可以放置在兩者之間。

他們?cè)陔姵鼗钚詫由铣练e了另一種鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，并借助各種成像技術(shù)確定這一附加層可以阻止電子朝“錯(cuò)誤”的方向運(yùn)動(dòng)并提升電池性能。

他們?cè)谧罱l(fā)表于《先進(jìn)能源材料》上的“在采用可印刷低溫碳電極的高效（18.5%）鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中使用二維鈣鈦礦作為電子阻擋層”一文中解釋了這種方法。正如標(biāo)題所示，該小組制造的電池效率高達(dá)18.5%，且在太陽(yáng)光照射500小時(shí)后仍能保持82%的效率。而沒(méi)有阻擋層的對(duì)照裝置初始效率達(dá)到了15.7%，但在光照200小時(shí)后損失了63%的效率。

該小組總結(jié)道：“我們相信，使用二維鈣鈦礦作為電子阻擋層（EBL）的方法有助于為未來(lái)高效、長(zhǎng)期穩(wěn)定地實(shí)踐開(kāi)發(fā)全印刷C-PSC鋪平道路。”

原標(biāo)題：電子阻擋實(shí)現(xiàn)效率達(dá)18.5%的碳電極鈣鈦礦太陽(yáng)能電池