太陽能電池板是通過吸收太陽光，將太陽輻射能通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能的裝置，大部分太陽能電池板的主要材料為“硅”，但因制作成本很大，以至于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。
太陽能電池板作為可再生能源是目前應(yīng)用最為廣泛的發(fā)電裝置之一。其中一個(gè)重要原因是，與風(fēng)力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電相比太陽能電池板的價(jià)格更為低廉更適合于家庭應(yīng)用。同時(shí)，日本國(guó)內(nèi)實(shí)行的電力收購(gòu)制度也加快了太陽能電池的普及，使得日本太陽能電池市場(chǎng)的景氣度一直得以維持。
太陽能電池產(chǎn)業(yè)面臨著電力成本上漲等諸多負(fù)擔(dān)，為了進(jìn)一步普及太陽能電池的應(yīng)用，必須開發(fā)高效率、低成本的太陽能電池產(chǎn)品。太陽能電池工作壽命長(zhǎng)，其安全性也一向被公認(rèn)，但這是建立在經(jīng)過了嚴(yán)格的產(chǎn)品檢驗(yàn)基礎(chǔ)之上的。
近年來市場(chǎng)上開始出現(xiàn)粗制濫造的低價(jià)太陽能電池板，因此修改太陽能電池評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的呼聲也從未停止。對(duì)于結(jié)晶系(包括單晶和多晶)太陽能電池而言，為了保證電池片自身的長(zhǎng)壽命，必須提高太陽能電池板的可靠性，這與封裝材料的耐久性密切相關(guān)。此外，對(duì)于大電流太陽能電池組件的安全性而言，材料的作用同樣不可小視。
當(dāng)前，大多數(shù)常用的太陽能電池都是以硅材料為基礎(chǔ)制成的，因?yàn)楣柽@種材料可以將太陽能轉(zhuǎn)化為清潔的電能。但是，制造硅的過程卻并不清潔，需要大量來自電廠的能量，而這些電廠又產(chǎn)生了大量二氧化碳排放。
為了使用更環(huán)保的材料替代硅，研究人員將重點(diǎn)放在了鈣鈦礦薄膜上。鈣鈦礦薄膜是一種低成本的柔性太陽能電池，不僅可以用最少的能量生產(chǎn)，而且?guī)缀鯖]有二氧化碳排放。
盡管鈣鈦礦太陽能電池的應(yīng)用前景十分廣闊，但在得到大規(guī)模應(yīng)用之前，仍面臨著一些重大挑戰(zhàn)。特別是它們本身的不穩(wěn)定性，使得它們難以大規(guī)模量產(chǎn)。
鈣鈦礦太陽能電池是由廉價(jià)、存量充足的化學(xué)物質(zhì)(如碘，碳和鉛)制成的合成晶體薄膜。
這種薄膜電池重量輕、可彎曲，并且可以在露天實(shí)驗(yàn)室中以接近水沸點(diǎn)的溫度下生長(zhǎng)，而這與精煉工業(yè)硅通常所需的 3000 華氏度(1650 攝氏度)相差甚遠(yuǎn)。
科學(xué)家目前開發(fā)出的鈣鈦礦電池，可以將 25% 的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，盡管這種轉(zhuǎn)換效率可以與硅材料相媲美，但這些實(shí)驗(yàn)電池并不能很快被應(yīng)用到屋頂上。
在嘗試制造更大的電池時(shí)會(huì)產(chǎn)生缺陷和針孔，從而大大降低電池效率。與持續(xù) 20-30 年的剛性硅電池不同，薄膜鈣鈦礦在受熱和受潮時(shí)會(huì)降解。
研究人員估計(jì)，他們的鈣鈦礦薄膜的制造成本約為 25 美分/平方英尺，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于生產(chǎn)典型硅模塊所需的成本(2.5 美元/平方英尺)，可以說便宜 100 倍。
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