鈣鈦礦太陽能電池印刷工藝發(fā)展。 圖片來源：CSIRO

英國劍橋大學、澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織(CSIRO)等機構(gòu)科學家組成的國際科研團隊，歷經(jīng)10年研發(fā)，利用鈣鈦礦創(chuàng)造了下一代卷對卷印制太陽能電池能效新紀錄。相關(guān)研究論文發(fā)表于12日出版的《自然·通訊》雜志。

研究負責人之一、CSIRO首席研究科學家度晶·瓦克博士指出，最新研制出的印刷太陽能電池板利用了鈣鈦礦這一新興的太陽能電池材料。鈣鈦礦可配制成油墨并用于工業(yè)打印機。他們還通過專業(yè)的碳油墨，減少了在生產(chǎn)中使用昂貴金屬(如黃金)的需求，進一步降低了生產(chǎn)成本。

研究團隊表示，卷對卷印刷技術(shù)使他們能在長而連續(xù)的塑料卷上印制太陽能電池，從而顯著提高生產(chǎn)效率。他們還開發(fā)出了一種每天能快速生產(chǎn)和測試一萬多塊太陽能電池的系統(tǒng)，以確定卷對卷過程中各種參數(shù)的最佳設(shè)置，從而快速找到獲得最佳結(jié)果的條件。

這項研究在大面積互連模塊上實現(xiàn)了高達15.5%的創(chuàng)紀錄能源轉(zhuǎn)化效率。由于這些鈣鈦礦太陽能電池被印刷在塑料薄膜上，所以非常輕便且柔韌，便于攜帶和應(yīng)用。這意味著它們能在城市建設(shè)、采礦作業(yè)、應(yīng)急管理、救災(zāi)、太空、國防和個人電子產(chǎn)品中找到用武之地。他們甚至將這種太陽能電池板送往太空測試其性能，以期進一步優(yōu)化，希望最終為未來的太空作業(yè)提供可靠的能源。

【總編輯圈點】

多年前，鈣鈦礦太陽能電池便被稱為“最有前景的光伏技術(shù)”，其成本低廉、光電轉(zhuǎn)換效率高，但大面積制造相關(guān)設(shè)備仍是一大挑戰(zhàn)。此次，科研人員將傳統(tǒng)印刷業(yè)的“卷對卷印刷”引入鈣鈦礦太陽能電池制造，極大提高了生產(chǎn)率，并用碳材料部分替代了昂貴金屬，控制了成本。這種制造方法實現(xiàn)了高達15.5%的能源轉(zhuǎn)換效率。在新的大規(guī)模制造方法的助力下，鈣鈦礦太陽能電池可成為新能源市場上的重要角色，推動太陽能在更多場景中發(fā)揮作用。