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phys.org網(wǎng)站當(dāng)?shù)貢r間4月8日報道，澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)（QUT）研究人員Hongxia Wang教授與QUT材料科學(xué)中心副教授Prashant Sonar合作，用人類頭發(fā)中提取的碳點(diǎn)，為鈣鈦礦太陽能電池打造了一套盔甲，提高了尖端太陽能技術(shù)的性能。相關(guān)研究成果刊登在《材料化學(xué)雜志A輯》中。

鈣鈦礦太陽能電池是一種相對較新的光伏技術(shù)，被認(rèn)為是未來幾年內(nèi)提供低成本、高效率太陽能電力的最佳候選者。研究人員已經(jīng)證實(shí)，鈣鈦礦太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率，能夠與目前商用的單晶硅太陽能電池媲美。目前，鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)應(yīng)用的最大障礙在于成本和穩(wěn)定性。

與單晶硅太陽能電池不同，鈣鈦礦太陽能電池是由易于生產(chǎn)的化合物制成的。而且，它的靈活性很強(qiáng)，可以為太陽能服裝、旅行背包甚至獨(dú)立電源帳篷的供電。去年，Sonar團(tuán)隊(duì)通過分解和灼燒毛發(fā)，將其轉(zhuǎn)化為碳納米點(diǎn)，展示了碳納米點(diǎn)走向柔性顯示器的可行性。

在新研究中，研究人員在鈣鈦礦太陽能電池中使用了碳納米點(diǎn)。他們在鈣鈦礦太陽能電池的制造過程中加入碳點(diǎn)溶液后，發(fā)現(xiàn)碳點(diǎn)形成了波浪形鈣鈦礦層，使鈣鈦礦晶體被碳點(diǎn)包覆在內(nèi)。

Wang教授說：“碳點(diǎn)為鈣鈦礦晶體提供了保護(hù)層。它可以讓鈣鈦礦材料免遭濕氣或其他不利環(huán)境因素的影響。”

研究人員表示，與沒有碳點(diǎn)保護(hù)層的鈣鈦礦電池相比，有“碳點(diǎn)盔甲”的鈣鈦礦電池不僅能量轉(zhuǎn)換效率更高，穩(wěn)定性也更好。

Wang教授長期從事太陽能電池的研究，她希望開發(fā)出成本效益高、穩(wěn)定性良好的光伏材料，助力解決全球能源問題。

Wang教授說：“我們的終極目標(biāo)是讓太陽能電力變得更便宜、更易于獲取，同時為光伏設(shè)備減負(fù)，因?yàn)楝F(xiàn)在的太陽能電池實(shí)在是太重了。現(xiàn)有高性能鈣鈦礦太陽能電池都是在極低水分和氧氣水平下的可控環(huán)境中制造的，電池板面積較小，不具有商業(yè)化價值。為此，研究人員必須在大規(guī)模生產(chǎn)時的工業(yè)兼容條件下展開材料性能研究。”

Wang教授對鈣鈦礦電池驅(qū)動宇宙飛船尤其感興趣。國際空間站由四個太陽能陣列供電，可以產(chǎn)生120千瓦的電力。太空光伏技術(shù)的最大缺點(diǎn)在于有效載荷質(zhì)量。雖然鈣鈦礦太陽能電池輕得多，但如何讓它們成功應(yīng)對極端太空輻射和巨大溫差變化（-185~150℃），是研究人員需要攻克的又一個難題。 

原標(biāo)題：頭發(fā)為太陽能電池“保駕護(hù)航”？