太陽能是一種綠色能源，能替代不可再生的傳統(tǒng)能源。然而，目前的太陽能電池板需要使用有毒材料作為緩沖層，因而無法循環(huán)利用。為此，韓國科學家開發(fā)了一種名叫ZTO的新型環(huán)保緩沖材料來克服傳統(tǒng)材料的缺陷。這項新進展讓太陽能電池板得以循環(huán)利用，簡直是錦上添花。

毋庸置疑，氣候變化危機引發(fā)的威脅迫在眉睫。鑒于形勢緊急，傳統(tǒng)能源需加快向可再生能源轉(zhuǎn)型。近些年，太陽能已成為最具前景的可再生能源之一。

目前，韓國仁川國立大學（Incheon National University）的科學家解釋了他們在這一領域的最新貢獻。這是一項發(fā)表在《納米能源》上的新研究，該研究最初于今年8月10日發(fā)表在網(wǎng)上（較12月雜志最終出版要早）。

太陽能電池板由光伏電池組成，一經(jīng)光照，便會產(chǎn)生激發(fā)態(tài)電子，也就是電流�，F(xiàn)代薄膜太陽能電池由微米或亞微米厚的光電材料層組成，可集成到靈活、輕便的面板中，用于多種基材。但這一過程有局限性。

領導這項研究的JunHo Kim教授表示：“大多數(shù)薄膜太陽能電池包含有毒且價格昂貴的元素，這可能會阻礙太陽能電池的應用推廣�！� 自然界中常見的環(huán)保材料易于提取，造價便宜，因此Kim教授和他的團隊正致力于利用這種材料生產(chǎn)太陽能電池板。他們觀察了由硫銅錫鋅礦（一種可吸收光子的天然礦物）制成的環(huán)保電池。大多數(shù)硫銅錫鋅礦電池使用硫化鎘制成的緩沖層來優(yōu)化其性能。盡管這種電池很高效，但鎘具有毒性，而且制造這些緩沖層會產(chǎn)生污染，這都是太陽能環(huán)保電池不盡人意的地方。

為解決這些問題，研究人員研究了一種很有前景的材料，稱作“ZTO 緩沖物”。為進一步提高太陽能電池的效率，他們調(diào)整了吸收層（硫銅錫鋅礦）和緩沖層（ZTO）之間電子的能級。這促進了電子在兩層之間流動，增大了電池的電壓，提升了電池的整體性能，能源轉(zhuǎn)化效率高達11.22%。需要注意的是，使用CdS緩沖層的硫銅錫鋅礦電池最大轉(zhuǎn)化效率僅為12.6%，這表明了ZTO緩沖層電池的高效。該技術應用在廉價的常見環(huán)保材料上，首次產(chǎn)生了如此高的性能。

預計未來幾十年，太陽能在可再生能源中的占比會進一步增長，這項研究的重要性也會隨之增加。太陽能電池板的需求上漲，以最環(huán)保、最廉價的方式獲取其組件變得尤為重要。Kim博士和他的團隊描述的這一技術幫助我們向這一目標又邁進了一步。

該研究團隊的研發(fā)愿景是實現(xiàn)未來能源的可再生。Kim教授談及他們研究發(fā)現(xiàn)的應用前景時總結(jié)道：“可將環(huán)保薄膜太陽能電池安裝到建筑物的屋頂和墻壁上，進行近距離發(fā)電；同時還可提供車輛（汽車、公交車和卡車）和海上運輸工具（小艇和長航程船）所需的部分電能�！�