近日,，華中科技大學印刷介觀太陽能電池材料與器件團隊自主研發(fā)出的新型太陽能電池正在積極準備量產(chǎn),，這種電池不僅可以印刷，每峰瓦成本還僅為傳統(tǒng)太陽能電池的1/5,。一旦這種新型太陽能電池實現(xiàn)量產(chǎn),，將為大規(guī)模低成本太陽能發(fā)電探出新路。

    接下來,，就跟著記者一起,，走進鄂州市東湖高新科技創(chuàng)意城，聽聽這位新朋友的自我介紹吧,！

    鈣鈦礦,，其實不含鈣也不含鈦

    我的名字叫印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池,，可是我不含鈣，也不含鈦,。

    鈣鈦礦的名字其實是以一位俄羅斯科學家命名的,。1839年，俄羅斯礦物學家列夫·波洛夫斯基在俄羅斯烏拉爾山脈發(fā)現(xiàn)了鈣鈦礦,。人們就以他的名字命名了鈣鈦礦,，最初單指鈦酸鈣（CaTiO3）這種礦物，后來把結(jié)構(gòu)與之類似的晶體統(tǒng)稱為鈣鈦礦物質(zhì),。

    這種物質(zhì)可以產(chǎn)生許多神奇的小魔法,。比如說，將其用到太陽能電池中,，就可以變成光電轉(zhuǎn)換效率更高的我,。

    想要了解我如何施展魔法，就要先了解太陽能電池如何工作,。

    太陽光入射到電池活性層后隨即被吸收,，產(chǎn)生電子空穴對。電子空穴對分離后,，輸運到電極形成回路,。因此，只要有光,，就能源源不斷地產(chǎn)生電能了,。

    晶硅、薄膜等傳統(tǒng)太陽能電池,，光子捕獲和電荷輸運的過程是在同一個半導體材料中完成的,；而在我的內(nèi)部，華科大團隊把鈣鈦礦放在三層介孔膜（具有納米結(jié)構(gòu)的多孔膜）里面,，負責光子的捕獲,；而另外一種半導體材料“專職”傳輸電子，它們各司其職,，工作起來心無旁騖,，我的效率自然就高啦！目前,，我這種新型太陽能電池在華科大團隊已經(jīng)獲得超過16%的光電轉(zhuǎn)換效率,。

    2008年開始，華科大團隊一直對我進行細致深入地研究,。直到2013年獲得突破，2014年《科學》（Science）第345期刊發(fā)了研究論文《一種具有高穩(wěn)定性的無空穴傳輸材料可全印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池》,。這也是中國首次在《科學》雜志上發(fā)表的光伏類論文,，至今引用次數(shù)已超過1000次,。

    可印刷，成本僅為傳統(tǒng)電池的1/5

    在我之前,，世界上主要有3種類型的太陽能電池,，它們的轉(zhuǎn)化效率都比較高，但造價也較高,。

    最“高貴”的是多結(jié)太陽能電池,。這種電池用于衛(wèi)星、無人機等,，光電轉(zhuǎn)換效率高達46%,，造價昂貴。

    最常見的是晶硅太陽能電池,。用它做成的光伏發(fā)電面板隨處可見,，光電轉(zhuǎn)換效率約在18%，每平方米造價為500元至700元,。

    第三種是薄膜太陽能電池,。摩拜單車車簍底部采用的，就是這種電池,。它的特點是薄,，厚度為晶硅電池的1/10，轉(zhuǎn)換效率約為10%—12%,。

    太陽能電池造價居高不下,，是光伏發(fā)電推廣難的一個主要原因。現(xiàn)在市面上推出的一種分布式薄膜太陽能產(chǎn)品“漢瓦”,，可直接鋪在屋頂上,，其定價為1390元/平方米。

    如果是用上我,，成本比上述3種低得多,，每平米預計成本將低至100元。

    成本為啥能降下來,？這與制作工藝有關,。

    首先，工程師用溶液把鈣鈦礦身上的有機物和無機物溶化,，調(diào)配成一種特殊的“墨水”,，然后，將“墨水”均勻地刷到導電玻璃上,，印刷三到四次后進行沉積,，最后封裝。我就新鮮出爐啦,！

    由于材料便宜,，工藝簡單,，成品價格就降下來了。

    已經(jīng)過1萬小時持續(xù)光照實驗,，結(jié)果極其鼓舞人心

    價格低,，穩(wěn)定性好不好呢？這點可以放心,，我已經(jīng)過了1萬小時的持續(xù)光照實驗,，意味著至少工作10年后我還是“新”的。至于我能否工作25年甚至更長時間,，則還需要科學家對我進一步評估,。

    我的出色表現(xiàn)，在國際上還引起了非常大的關注,。2015年,，英國皇家化學會會士、《自然》2013年度十大科學人物之一H.J.Snaith教授評價說：“結(jié)果是‘極其鼓舞人心的’,，改變了人們對鈣鈦礦太陽能電池‘本質(zhì)上不穩(wěn)定’的看法,。”

    因為我出生在武漢,，國際專家又把我稱為“武漢電池”或“漢電池”,。“主人”已為我申請了15項國家發(fā)明專利,，7項國際專利,，目前11項國家發(fā)明專利、1項美國,、1項日本專利已獲得授權(quán),。

    看好我的應用前景，鄂州市昌達資產(chǎn)經(jīng)營公司已經(jīng)給我投資,，并成立了湖北萬度光能有限責任公司,，支持華科大團隊把我做得更好。

    不過,，我暫時還有一些難關需要攻克�,，F(xiàn)在，我的尺寸可以達到60厘米×60厘米,，但這個尺寸還需要更大,。今年年底，“主人”將建設一個萬瓦級的示范性系統(tǒng),，讓我經(jīng)受更多更大的考驗,。不久的將來，或許我可以印刷在摩天大樓的外墻和玻璃上，給大家提供電能呢,！

    能否成功量產(chǎn),，請大家拭目以待吧！