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在傳統(tǒng)能源逐漸枯竭、環(huán)境問題日益突出之時，人們對新型清潔能源需求持續(xù)增加。太陽能以其取之不盡、用之不竭等特點而備受矚目。太陽能電池利用光伏技術(shù)將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，是利用太陽能的最有效方式之一。在過去的幾十年里晶體硅太陽能電池憑借成熟的制備工藝及不俗的轉(zhuǎn)換效率，占據(jù)了大部分太陽能電池市場。由于太陽能電池的生產(chǎn)過程能耗較高，且污染較大,成本很高。因此，開發(fā)高效穩(wěn)定、成本低廉、制備工藝簡單的新型太陽能電池是當(dāng)前能源領(lǐng)域探索的主要研究方向。 自2009年開始，以鈣鈦礦型有機(jī)金屬鹵化物為基礎(chǔ)的新型太陽能電池異軍突起，僅用了十年時間，其光電轉(zhuǎn)化效率從最初的3.8%快速提升至23.7%，超越了其他類型太陽能電池幾十年的發(fā)展過程。鈣鈦礦太陽能電池的得名源于其中的吸光層材料，鈣鈦礦太陽電池的基本構(gòu)成主要包括：電子傳輸層/空穴阻隔層，由鈣鈦礦材料組成的光吸收層，空穴傳輸/電子阻隔層，工作電極等。當(dāng)太陽光照射到鈣鈦礦材料時，光子的能量被吸收后，價帶的電子被激發(fā)到導(dǎo)帶形成自由電子，相應(yīng)地會產(chǎn)生一個空穴，形成“電子?空穴對”。 自由電子流向低能級的電子傳輸層，而空穴向高能級的空穴傳輸層轉(zhuǎn)移，從而將電子與空穴分離，向外電路輸電。 相比于傳統(tǒng)的硅基太陽能電池，鈣鈦礦太陽能電池的成本大幅下降，且更易生產(chǎn)，同時鈣鈦礦材料的液相自組裝制備特性，可進(jìn)一步采用綠色打印技術(shù)，因而成為太陽能電池行業(yè)最具顛覆性的競爭者之一。同時，鈣鈦礦太陽能電池低溫制備工藝已經(jīng)成為制備柔性、輕質(zhì)、高效薄膜太陽能電池的首選。隨著電池工藝的進(jìn)一步隨著電池工藝的進(jìn)一步發(fā)展和成熟，鈣鈦礦太陽能電池有望獲得25%以上的光電轉(zhuǎn)化效率，應(yīng)用前景十分可觀。魯東大學(xué)物理與光電工程學(xué)院張樹芳教授領(lǐng)銜的高效穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊正在把這一宏偉項目變?yōu)楝F(xiàn)實。 【展開】 【收起】