說起業界所謂的“超級材料”,相信不少人首先想到的會是藍寶石。沒錯,這種硬度超高的材料因為蘋果的青睞而備受關注。但除了藍寶石之外,科學家們已經在實驗室中研發出了不少意義重大的超級材料。在太陽能電池領域,由鈣鈦礦制造的新一代太陽能電池板,有可能用比現行方案更低成本的方法將太陽能轉換為家庭用電。
一直以來,成本都是可再生能源發展中的最大障礙。當前,使用晶體硅制作太陽能電池的成本和能源消耗依然非常高,然而,鈣鈦礦的出現讓太陽能變得越來越便宜。
鈣鈦礦(perovskite)于1839年被發現,這種礦產的名字來源于發現它的俄羅斯礦物學家列夫-博羅夫斯基(Lev Perovski)。
雖然鈣鈦礦被發現距今已經有超過100年的時間了,但科學家直到現在才開始意識到這種材料的潛力。在2009年,使用鈣鈦礦制作的太陽能電池具備著3.8%的太陽能轉化率。到了2014年,這一數字已經提升到了19.3%。相比傳統晶體硅電池超過20%的能效,這或許算不了什么,但這里還有其他兩個關鍵點需要考慮:首先,鈣鈦礦的能效僅在幾年的時間里就得到了大幅的提升,且科學家認為,這種材料未來依然有提升的可能;其二,鈣鈦礦的成本要低得多。
鈣鈦礦是由特定晶體結構所定義的一種材料類別,它們可以包含任意數量的元素,用在太陽能電池當中的一般是鉛和錫。相比晶體硅,這些原材料要便宜得多,且能被噴涂在玻璃上,無需在清潔的房間當中精心組裝。此外,鈣鈦礦制造的太陽能電池板可以吸收絕大部分的太陽光譜,而且可以在多重大氣條件下工作,而不是只能在太陽直射環境下工作。
據了解,鈣鈦礦還能為電腦、平板等移動設備提供能源。