鈣鈦礦電池具有成本低廉、工藝簡(jiǎn)單(適用于各種產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，包括溶液操作、卷對(duì)卷加工、熱蒸鍍等)等優(yōu)勢(shì)，但是鈣鈦礦電池的發(fā)展也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)：自然環(huán)境穩(wěn)定性瓶頸，以及Pb的毒性、環(huán)境污染和材料循環(huán)利用等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

近日，大連理工大學(xué)精細(xì)化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室針對(duì)這一難題進(jìn)行了破解：銅酞菁和碳電極用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池取得新進(jìn)展。副教授楊希川和博士研究生張福國(guó)，率先將廉價(jià)的、無(wú)摻雜的、納米棒狀的酞菁銅作為空穴選擇性接觸材料，取代合成困難、價(jià)格昂貴并需要摻雜的空穴傳輸材料，同時(shí)，用商業(yè)化的對(duì)低溫碳取代Au作為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的對(duì)電極。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，酞菁銅納米棒的應(yīng)用有效地促進(jìn)了電荷的分離、抑制了電子的復(fù)合，經(jīng)優(yōu)化，該類(lèi)電池獲得了目前基于碳對(duì)電極最高的光電轉(zhuǎn)換效率16.1%，是目前基于碳對(duì)電極效率最高的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。此類(lèi)低成本、高效率的新型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池展示出優(yōu)異的穩(wěn)定性，通過(guò)了室內(nèi)1000小時(shí)的光照穩(wěn)定性測(cè)試,為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池走向產(chǎn)業(yè)化解決了很多關(guān)鍵性難題。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在NanoEnergy。

據(jù)悉，有機(jī)無(wú)機(jī)雜化的鈣鈦礦(ABX3)這一類(lèi)材料作為光敏劑在固態(tài)染料敏化太陽(yáng)能電池技術(shù)中的成功應(yīng)用，誕生了新一代鈣鈦礦電池，并且成功的引導(dǎo)了第三代太陽(yáng)能電池的進(jìn)步。作為2013年“世界十大科技突破”之一，鈣鈦礦電池在短短四年內(nèi)，效率已經(jīng)超過(guò)22.1%，極大地挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的光伏技術(shù)。