財(cái)聯(lián)社1月10日訊（編輯 黃君芝）據(jù)報(bào)道，美國(guó)西北大學(xué)的研究人員再次提高了鈣鈦礦太陽(yáng)能(5.460, -0.04, -0.73%)電池的標(biāo)準(zhǔn)，他們的一項(xiàng)新進(jìn)展幫助這項(xiàng)新興技術(shù)創(chuàng)造了新的效率記錄。

最近發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的研究結(jié)果描述了一種雙分子解決方案，以克服陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為能量時(shí)的效率損失。首先，科學(xué)家們通過結(jié)合一種分子來(lái)解決所謂的表面重組，當(dāng)電子被表面上缺失的原子所困時(shí)，電子就會(huì)丟失，第二種分子可以破壞層與層之間界面的重組。

由此，該團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了25.1%的效率，并得到美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）的認(rèn)證，而早期的方法效率僅為24.09%。

西北大學(xué)教授Ted Sargent說(shuō)：“鈣鈦礦太陽(yáng)能技術(shù)發(fā)展迅速，研究和開發(fā)的重點(diǎn)正在從大塊吸收器轉(zhuǎn)移到界面上。這是進(jìn)一步提高效率和穩(wěn)定性的關(guān)鍵點(diǎn)，使我們更接近這條有前途的道路，實(shí)現(xiàn)更高效的太陽(yáng)能收集。”

傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池是由高純度的硅晶片制成的，這種硅晶片的生產(chǎn)非常耗能，而且只能吸收固定范圍的太陽(yáng)光譜。鈣鈦礦材料的大小和組成可以調(diào)整，以調(diào)整它們吸收的光的波長(zhǎng)，使它們成為一種有利的、潛在的低成本、高效率的新興串聯(lián)技術(shù)。

從歷史上看，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池由于其相對(duì)不穩(wěn)定，一直受到提高效率的挑戰(zhàn)。在過去的幾年里，Sargent的實(shí)驗(yàn)室和其他實(shí)驗(yàn)室的進(jìn)步使鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率達(dá)到了與硅電池相同的范圍。

在最新的研究中，研究小組沒有試圖幫助電池吸收更多的陽(yáng)光，而是專注于維持和保留產(chǎn)生的電子以提高效率的問題。當(dāng)鈣鈦礦層與電池的電子傳遞層接觸時(shí)，電子從一個(gè)層移動(dòng)到另一個(gè)層。但是電子可以向外移動(dòng)并填充，或者與鈣鈦礦層上存在的空穴“重組”。

“界面上的重組很復(fù)雜，”論文第一作者Cheng Liu，“使用一種分子來(lái)解決復(fù)雜的重組和保留電子是非常困難的，所以我們考慮了我們可以使用哪種分子組合來(lái)更全面地解決這個(gè)問題。”

該團(tuán)隊(duì)過去的研究發(fā)現(xiàn)，有證據(jù)表明PDAI2分子在解決界面重組方面做得很好。接下來(lái)，他們需要找到一種分子來(lái)修復(fù)表面缺陷，并防止電子與它們重新結(jié)合。最終，該小組將研究范圍縮小到硫上，硫可以取代碳基團(tuán)，以覆蓋缺失的原子并抑制重組。

未來(lái)，研究小組還將進(jìn)一步展開研究工作。他們說(shuō)，“我們用兩個(gè)分子來(lái)解決兩種重組，但我們確信在界面上還有更多與缺陷相關(guān)的重組。我們需要嘗試使用更多的分子聚集在一起，并確保所有分子在不破壞彼此功能的情況下協(xié)同工作。”