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來自新加坡南洋理工大學的科學家開發出按比例放大的鈣钛礦太陽能電池，創造了最高的功率轉換記錄。該成果已于7月14日在NTU官網上公布。
新材料鈣钛礦
在太陽能電池應用中，新材料鈣钛礦已經成爲一種有前途的硅替代品。該材料具有類似于硅太陽能電池的功率轉換效率，而且也可用于制造輕質柔性和半透明電池，非常適合在建築物和各種城市空間中使用。鈣钛礦技術正朝著工業化快速發展，其穩定性和達到更大的規模的擴展性，被研究人員視爲最後需要克服的障礙。
鈣钛礦太陽能電池
現在，NTU的研究人員報告說，他們已經采用了一種稱爲“熱共蒸發”的通用工業塗層技術，並發現它可以制造21平方厘米的太陽能電池模塊，功率轉換效率達到創紀錄的18.1％。這些是可伸縮鈣钛礦太陽能電池的最高記錄值。
熱蒸發是一種成熟的塗層技術，目前用于生産包括有機發光二極管（OLED）電視在內的電子産品。
鈣钛礦太陽能微型模塊
來源：NTU官網
NTU能源研究所（ERI @ N）的高級科學家，安娜麗莎布魯諾博士（Dr Annalisa Bruno），解釋了在大規模采用鈣钛礦型太陽能電池模塊後出現的路障。
“迄今爲止，使用稱爲“旋塗”的溶液技術，在實驗室中實現了性能最佳的鈣钛礦太陽能電池，其尺寸遠小于1 cm²。但是，當在大表面上使用時，該方法導致鈣钛礦型太陽能電池的功率轉換效率較低。這是由于固有的局限性，包括缺陷和大面積不均勻性，使其對工業制造方法具有挑戰性”，她說。
她還說，“通過使用熱蒸發形成鈣钛礦層，我們的團隊成功開發出鈣钛礦太陽能電池，據報道，其功率轉換效率最高，記錄了大于10 cm 2的組件。我們的工作證明了鈣钛礦技術與工業工藝的兼容性以及其進入市場的潛力。這對新加坡來說是個好消息，新加坡正尋求增加其能源需求的太陽能使用。”
ERI @ N的第一作者兼研究員李佳博士說：“我們已經首次展示了共蒸發鈣钛礦太陽能電池的出色可擴展性。這一步驟將加速這項技術從實驗室到工業的過渡。”
彩色版本與專家看法
利用相同的技術，研究人員隨後制造了鈣钛礦太陽能電池和微型模塊的彩色半透明版本，從而在整個不同顔色範圍內實現了相似的功率轉換效率度量。
彩色半透明鈣钛礦太陽能電池
來源：NTU官網
這些結果證明了熱蒸發方法在生産用于各種光電應用的各種基于鈣钛礦的太陽能器件中的多功能性。
NTU副總裁（戰略與合作夥伴），同時也是該論文的領銜作者之一的Subodh Mhaisalkar教授說，這些發現爲新加坡和其他國家的城市環境打開了可以比以往更有效地利用陽光的力量的大門。
NTU能源研究所（ERI @ N）執行主任的Mhaisalkar教授說，“太陽能微型模塊可以在摩天大樓的外牆和窗戶上使用，而當前的硅太陽能電池板不透明且會阻擋光線，因此無法使用。建築物所有者將能夠在建築設計中加入半透明彩色太陽能電池，收獲更多的太陽能而又不損害建築物的美學品質。”
材料科學與工程學院的Nripan Mathews副教授，領銜作者之一說，“這項工作突出了NTU鈣钛礦研究的廣度和深度。高效鈣钛礦硅串聯設備從用于建築物的大面積太陽能電池，到發光二極管，我們的團隊受到鼓舞，而去致力于解決加快技術部署所面臨的關鍵挑戰。”
阿明·阿伯利教授者（Professor Armin Aberle），新加坡國立大學（NUS）太陽能研究所執行長說：“這項工作是高效率的大面積鈣钛礦型太陽能電池的第一示範，我們將與NTU緊密合作，在新加坡開發30％效率的鈣钛礦-硅疊層太陽能電池。”
NTU科研人員
來源：NTU官網
NTU團隊現在正在考慮將鈣钛礦和硅太陽能電池集成在一起，以制造串聯太陽能電池。使用高效且可擴展的制造流程可以在保持低生産成本的同時，持續地大大提高單位面積的太陽能發電量。