一種A4紙張尺寸的鈣鈦礦太陽(yáng)能模塊，比之前報(bào)道的10x10 cm2模塊大近六倍，由斯旺西大學(xué)的研究人員通過(guò)使用簡(jiǎn)單和低成本的印刷技術(shù)開(kāi)發(fā)出來(lái)。

這一突破表明，該技術(shù)的工作規(guī)模更大，而不僅僅是在實(shí)驗(yàn)室，這對(duì)鼓勵(lì)工業(yè)界采取這一措施至關(guān)重要。

形成模塊的許多單個(gè)電池中的每一個(gè)都由鈣鈦礦制成，鈣鈦礦是太陽(yáng)能研究人員越來(lái)越感興趣的材料，因?yàn)樗梢员裙?太陽(yáng)能電池最常用的材料)更容易和更便宜地制造。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池也被證明是高效的，功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)的分?jǐn)?shù) - 它轉(zhuǎn)化為電能的電池的光量 - 在小實(shí)驗(yàn)室樣品上高達(dá)22%。

該團(tuán)隊(duì)為斯旺西大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的SPECIFIC創(chuàng)新和知識(shí)中心工作。他們使用現(xiàn)有類(lèi)型的電池，碳鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(C-PSC)，由不同的層 - 頂部的二氧化鈦，氧化鋯和碳 - 制成，它們都是可印刷的。

雖然它們的效率低于其他鈣鈦礦電池類(lèi)型，但C-PSC的降解速度并不快，已經(jīng)證明在光照下可以穩(wěn)定運(yùn)行1年以上。

斯旺西團(tuán)隊(duì)的突破來(lái)自于對(duì)A4紙張一樣大的玻璃基板上的印刷工藝的優(yōu)化。他們通過(guò)印刷行業(yè)眾所周知的稱(chēng)為套準(zhǔn)的方法確保圖案層完美對(duì)齊。

整個(gè)制造過(guò)程在空氣中，在環(huán)境條件下進(jìn)行，而不需要制造硅所需的昂貴的高真空工藝。

斯旺西團(tuán)隊(duì)的模塊表現(xiàn)良好：

- 根據(jù)“1太陽(yáng)”標(biāo)準(zhǔn)(即完全模擬太陽(yáng)光)評(píng)估時(shí)，功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)高達(dá)6.3%。這對(duì)于這種尺寸的C-PSC設(shè)備來(lái)說(shuō)是世界領(lǐng)先的。

- 在200勒克斯下的11%PCE，大致相當(dāng)于普通客廳的亮度水平

- 1000勒克斯的18%PCE，相當(dāng)于普通超市的光照水平。

室內(nèi)照明條件下的高效率評(píng)級(jí)表明，該技術(shù)不僅可以用于戶(hù)外發(fā)電，還可以為室內(nèi)的小型電子設(shè)備(如智能手機(jī)和傳感器)供電。

斯旺西大學(xué)SPECIFIC創(chuàng)新與知識(shí)中心技術(shù)轉(zhuǎn)移研究員Francesca De Rossi博士說(shuō)：

“我們的工作表明鈣鈦礦太陽(yáng)能電池即使在比科學(xué)界迄今為止報(bào)道的更大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)也能提供良好的性能。這對(duì)于使其經(jīng)濟(jì)和吸引工業(yè)制造它們至關(guān)重要。

我們成功的關(guān)鍵是絲網(wǎng)印刷工藝。我們對(duì)此進(jìn)行了優(yōu)化，以避免因打印大面積而導(dǎo)致的缺陷。精確配置層和圖案化阻擋層有助于改善單元之間的連接，提高整體性能。

還有許多工作要做，例如增加有效面積 - 實(shí)際用于發(fā)電的基板表面的百分比。我們已經(jīng)在努力了。

但這是我們團(tuán)隊(duì)的重大突破，可以為下一代太陽(yáng)能電池鋪平道路。