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【資料圖】

長期以來，太陽能電池一直是全球可再生能源愿景的一部分，但目前市場上的太陽能電池大多使用硅作為材料，這使得它們的造價相對較高。

這就是金屬鹵化物鈣鈦礦出現(xiàn)的原因。這種晶體結構不僅能將光轉化為電能，成本也比硅基光伏電池低得多。此外，基于鈣鈦礦的太陽能電池可以用剛性和柔性的基材制作，因此除了價格便宜之外，它們還可以更輕更靈活。

然而，由于其在效率、壽命等方面不如傳統(tǒng)的太陽能電池，當前鈣鈦礦電池還無法將后者取代。

現(xiàn)在，美國萊斯大學（Rice University）的工程師開發(fā)了一種方法，有望生產穩(wěn)定、高效的雙層鈣鈦礦太陽能電池，因為他們找到了合適的溶劑設計，可以在不破壞底層3D層的情況下應用2D鈣鈦礦電池頂層。

研究人員Aditya Mohite說，“2D的鈣鈦礦吸收藍色和可見的光子，3D的鈣鈦礦吸收近紅外。當兩層材料相同時，制作溶液處理雙分子層從根本上是具有挑戰(zhàn)性的。問題是它們溶于同一種溶劑。當你把2D層放在3D層上時，溶劑會破壞底層。但我們的新方法解決了這個問題。”

根據(jù)科學家們的說法，要找到一種溶劑，使鈣鈦礦電池表面覆蓋2D層，而不破壞底部的3D層，關鍵是要平衡溶劑本身的兩種特性。他們解釋稱，“如果你發(fā)現(xiàn)它們之間的相關性，你會發(fā)現(xiàn)大約有四種溶劑可以溶解鈣鈦礦，并在不破壞3D層的情況下包裹它們?！?/p>

據(jù)悉，這款新型3D/2D太陽能電池的厚度約為1微米，不包括玻璃基板，轉換效率高達24.5%。在測試中，當這些電池暴露在100%陽光下超過2000小時后，甚至沒有1%的降解。研究人員表示，他們的方法可以促進鈣鈦礦層的發(fā)展，具有“巨大的控制力”。

Mohite說，“這使得我們不僅可以控制太陽能電池，還可以控制光電設備和LED的電荷和能量流動?！?/p>

研究人員們還表示，他們預計這種新型電池將用于綠色氫氣生產、離網(wǎng)太陽能應用、無人機和光伏建筑一體化（BIPV）。這項研究成果已于近期發(fā)表在了《科學》雜志上。