鈣鈦礦電池具有成本低廉、工藝簡單(適用于各種產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，包括溶液操作、卷對卷加工、熱蒸鍍等)等優(yōu)勢，但是鈣鈦礦電池的發(fā)展也面臨著嚴峻的挑戰(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)問題。

近日，大連理工大學(xué)精細化工國家重點實驗室針對這一難題進行了破解：銅酞菁和碳電極用于鈣鈦礦太陽能電池取得新進展。副教授楊希川和博士研究生張福國，率先將廉價的、無摻雜的、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、價格昂貴并需要摻雜的空穴傳輸材料，同時，用商業(yè)化的對低溫碳取代Au作為鈣鈦礦太陽能電池的對電極。測試發(fā)現(xiàn)，酞菁銅納米棒的應(yīng)用有效地促進了電荷的分離、抑制了電子的復(fù)合，經(jīng)優(yōu)化，該類電池獲得了目前基于碳對電極最高的光電轉(zhuǎn)換效率16.1%，是目前基于碳對電極效率最高的鈣鈦礦太陽能電池。此類低成本、高效率的新型鈣鈦礦太陽能電池展示出優(yōu)異的穩(wěn)定性，通過了室內(nèi)1000小時的光照穩(wěn)定性測試,為鈣鈦礦太陽能電池走向產(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，有機無機雜化的鈣鈦礦(ABX3)這一類材料作為光敏劑在固態(tài)染料敏化太陽能電池技術(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)了第三代太陽能電池的進步。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22.1%，極大地挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的光伏技術(shù)。