研究人員指出，這種相對較新的技術(shù)仍然非常不穩定，所以鈣鈦礦沒(méi)有得到更廣泛的使用。專(zhuān)家們重點(diǎn)指出，他們的創(chuàng )新可以克服這種不穩定性。
亞利桑那大學(xué)化學(xué)和環(huán)境工程系助理教授A(yíng)dam Printz和他的團隊(包括該?；瘜W(xué)和環(huán)境工程系副教授Erin Ratcliff以及化學(xué)、生物化學(xué)和光學(xué)科學(xué)系榮譽(yù)教授Neal Armstrong)獲得了能源部太陽(yáng)能技術(shù)辦公室(SETO)為該項目提供的為期三年、價(jià)值70萬(wàn)美元的撥款。
Printz入選了SETO 2020財年鈣鈦礦資助計劃。這一計劃著(zhù)眼于以更快的速度開(kāi)發(fā)可負擔的太陽(yáng)能，實(shí)現美國的清潔能源目標并創(chuàng )造國內就業(yè)機會(huì )。
研究人員指出，實(shí)驗室制造的鈣鈦礦具有與礦物相同的晶體結構，具備了光導性能和被制成油墨的能力。
后一種特性使鈣鈦礦能夠被打印到柔性塑料片上，這和打印報紙的方式類(lèi)似。專(zhuān)家們強調，這一特性可以打印出高效的、超薄的太陽(yáng)能電池，這些電池薄到可以被卷起來(lái)。
Printz和他的團隊在2019年年底開(kāi)始了鈣鈦礦打印工作，他們使用3D打印零件小規模展示了這種機制的運作方式。這筆資金使團隊得以打造一個(gè)可以升級的項目版本。
為了制造鈣鈦礦材料，研究小組在一個(gè)表面上鋪上了一層薄薄的專(zhuān)用墨水。在此之后，墨水被加熱以使鈣鈦礦晶體結構成形。研究人員指出，這種印刷的薄膜呈現出幾個(gè)由邊界區域分隔的微小顆粒。當放在高倍顯微鏡下時(shí)，看起來(lái)就像干裂的泥土。
“這些邊界區域實(shí)際上可以與空氣中的水分相互作用，讓鈣鈦礦轉化為一種完全不同的、不吸收光線(xiàn)的材料，這會(huì )讓太陽(yáng)能電池變得很糟糕，”“我們希望盡量減少晶界表面積，這樣就不會(huì )發(fā)生這些反應，鈣鈦礦就會(huì )更有可能保持在鈣鈦礦的形態(tài)。”
RAPID的功能是盡量減少邊界區域。減少邊界面積可以提高穩定性和效率。
作為團隊工作一部分，Printz和他的團隊旨在將鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的晶界減少90%。他們還希望將電池的效率穩定性提升50%。
研究人員還希望，隨著(zhù)RAPID大規模發(fā)生作用，鈣鈦礦的生產(chǎn)會(huì )受到積極影響，在很大程度上改善低成本、高效率設備的穩定性。
SETO一直支持側重于提高有機-無(wú)機混合鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率和壽命的研究。SETO的目標是快速實(shí)現鈣鈦礦太陽(yáng)能技術(shù)的商業(yè)化，降低制造成本。 根據SETO的說(shuō)法，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的轉換效率已經(jīng)有了快速的進(jìn)步，從2006年的約3%提高到今天的逾25%。雖然鈣鈦礦太陽(yáng)能電池會(huì )在很短的時(shí)間內實(shí)現高效，但在它們成為一種富有競爭力的商業(yè)技術(shù)之前，仍然存在著(zhù)一些挑戰。Mercom一直在持續報道鈣鈦礦技術(shù)改進(jìn)的創(chuàng )新和突破。
最近，布朗大學(xué)的一個(gè)團隊表示，他們開(kāi)發(fā)出一種可以提高鈣鈦礦太陽(yáng)電池效率的分子膠水。韓國光州科技學(xué)院的研究人員也研究出一種通過(guò)利用離子來(lái)提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率的新方法。
