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編者按：目前，一支國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正在研究一種礦物原料“鈣鈦礦”，它能夠以比硅實(shí)現(xiàn)更低的成本來提高要太陽能轉(zhuǎn)化電能的效率。隨著光伏材料價(jià)格的持續(xù)走低，太陽能發(fā)電也變得十分便宜，未來鈣鈦礦取代硅太陽能電池有待觀察。

“硅”對于太陽能行業(yè)的重要性(它對于IT行業(yè)的重要性眾所周知)就如同石油對于汽車行業(yè)的重要性：硅是一個必不可少的元素，沒有它就不會有一個行業(yè)的發(fā)展。然而如今，更加節(jié)能的材料可能會對它構(gòu)成挑戰(zhàn)，并且某一天會取而代之。

“鈣鈦礦”(Perovskites)是一組與原始鈣鈦礦具有相同礦物結(jié)構(gòu)的材料，它是19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的一種礦物原料。這些材料對于太陽能的研究來說并不陌生。它們具有一些非常吸引人的特性，能夠以比硅更低的成本來提高太陽能面板效率。目前，一支國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦太陽能研究的道路上更進(jìn)了一步。

在科學(xué)雜志上發(fā)表的一篇論文中，該團(tuán)隊(duì)報(bào)告了鈣鈦礦化合物CsPbI3的測試結(jié)果，該化合物在太陽能發(fā)電方面的效率高于同類材料。

機(jī)械工程師學(xué)會(The Institution of Mechanical Engineers)引用該研究一位研究人員的話說：“我們對于CsPbI3可以與行業(yè)領(lǐng)先的材料相競爭的結(jié)果而感到興奮。從這個初步結(jié)果來看，我們將致力于提高材料的穩(wěn)定性、拓展其商業(yè)前景。”

實(shí)際上，太陽能發(fā)電出現(xiàn)質(zhì)疑時，鈣鈦礦材料的穩(wěn)定性便成為了一個問題。正如英國機(jī)械工程師學(xué)會(Imeche)所解釋的那樣，CsPbI3經(jīng)常在其α期中進(jìn)行研究，這是一種眾所周知的晶體結(jié)構(gòu)，因其呈現(xiàn)黑色而被定為黑暗期。這個階段特別適合吸收陽光，不幸的是，它也是不穩(wěn)定的----其結(jié)構(gòu)迅速降解成黃色的物質(zhì)，不太能吸收陽光。

這是第二階段-----黃色階段----團(tuán)隊(duì)成員專注于本階段的研究。具體而言，在此階段，他們把注意力都集中在薄片一樣的鈣鈦礦太陽能電池上的一些裂縫，并且消除這些裂縫以掃除電流的障礙。他們使用一種化學(xué)物質(zhì)：碘化膽堿溶液(choline iodide solution)，并且發(fā)現(xiàn)利用它除了消除掉裂縫外，該化合物的發(fā)酵效率從15%提高到了18%。

這一發(fā)現(xiàn)緊接于另一個發(fā)現(xiàn)，由比利時魯汶大學(xué)(KU Leuven)的研究人員所創(chuàng)。該團(tuán)隊(duì)找到了一種方法，通過將鈣鈦礦粘在玻璃板上并將其加熱到330攝氏度，使鈣鈦礦原子粘在玻璃表面上，從而使鈣鈦礦保持在黑暗階段。一旦它們粘在玻璃上，鈣鈦礦原子就不能移動并形成礦物的黃色階段。

研究者朱利安·斯蒂爾(Julian Steele)博士說：“有三個支柱性因素決定了太陽能電池的質(zhì)量：價(jià)格、穩(wěn)定性與性能。鈣鈦礦在性能與價(jià)格方面有很大優(yōu)勢，但它們的穩(wěn)定性仍然是一個主要問題。”他還補(bǔ)充說，研究人員使用與國際研究者相同類型的鈣鈦礦，它恰好是材料中性能最高但最不穩(wěn)定的變體之一。因此，其結(jié)果應(yīng)適用于其他不穩(wěn)定的鈣鈦礦。

所有這些工作目前都在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，但鈣鈦礦肯定是硅太陽能電池的替代品，且頗有前景。隨著各種材料的價(jià)格越來越低，太陽能發(fā)電也越來越便宜，但隨著以硅為基礎(chǔ)太陽能技術(shù)日趨成熟，使得這種技術(shù)幾乎沒有進(jìn)一步改善的空間。而另一方面，鈣鈦礦太陽能電池等新興技術(shù)具有很大的進(jìn)步空間。然而，所有這些潛在的改進(jìn)是否會實(shí)現(xiàn)仍有待觀察。 

原標(biāo)題：硅太陽能電池終將走上末路？