中國科研團隊解鎖太陽能電池「長壽密碼」

中國華東理工大學科研團隊成功找到延長鈣鈦礦太陽能電池壽命的關鍵方法。相關成果3月7日已發表在國際頂級期刊《科學》（Science）。

相較於傳統矽電池，鈣鈦礦太陽電池具有轉化效率高、成本低、輕量化等優勢，是極具應用前景的新型太陽能技術，但器件的不穩定性是限制其產業化的首要挑戰。

中通社報導，鈣鈦礦太陽能電池被稱作「未來之光」，它不僅能像傳統矽電池一樣發電，還能做成薄如紙張、可彎曲的形態，甚至能貼在衣服或窗戶上使用。但這種電池有個致命弱點：在陽光下用不了多久就會衰老，導致其壽命遠達不到實際應用要求。

華東理工大學清潔能源材料與器件團隊的一項研究發現，「光機械誘導分解效應」是新型太陽能不穩定性的關鍵機制，並提出了石墨烯—聚合物機械增強鈣鈦礦材料的新方法，據此製備的新器件打破了鈣鈦礦太陽電池的「短命」魔咒。

科研團隊研究發現，鈣鈦礦材料在陽光照射下會像氣球一樣反復膨脹收縮，時間一長就會內傷破裂。這種材料遇光會膨脹超過1%，內部晶體相互擠壓產生破壞力，舉例來說，就像反復摺叠的紙最終都會斷裂。

於是，科研人員想出了一個妙招——給材料穿防彈衣。科研團隊用最堅硬的材料之一石墨烯，加上特殊透明塑料，製成只有頭髮絲萬分之一的超薄保護層。

實驗證明，這層防護服能讓材料抗壓能力翻倍，把膨脹幅度從0.31%降到0.08%，就像給易碎品加了抗震包裝。

在模擬日常使用的強光高溫環境下，持續工作3,670小時（約153天）後，仍能保持97%的發電效率。這是目前同類電池中最長的穩定工作時間，意味著實際應用成為可能。

目前，該技術已開始與企業合作試驗，一旦量產，建築外牆發電玻璃、可摺疊戶外充電毯甚至給手機充電的太陽膜都可能成為現實。