在新興光伏技術(shù)領(lǐng)域，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率取得難以置信的快速提高，從2006年的2%到2015年超過(guò)20.1%。根據(jù)英國(guó)IDTechEx公司的研究報(bào)告《2015-2025年鈣鈦礦太陽(yáng)能電池崛起：技術(shù)、現(xiàn)狀與市場(chǎng)》預(yù)測(cè)，鈣鈦礦光伏市場(chǎng)將在2025年達(dá)到2.14億美元。
　　報(bào)告認(rèn)為，應(yīng)用主要體現(xiàn)在公共設(shè)施（串聯(lián)/混合電池）和智能窗/建筑光伏一體化（BIPV）。然而，進(jìn)展將低于預(yù)測(cè)，鈣鈦礦光伏技術(shù)尚未做好生產(chǎn)準(zhǔn)備，仍然疲于應(yīng)付如穩(wěn)定性和鉛毒性問(wèn)題，因?yàn)殂U的替代物轉(zhuǎn)換效率低。
　　鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率的快速提升使得可以把鈣鈦礦太陽(yáng)能電池與領(lǐng)先的薄膜光伏技術(shù)，如碲化鎘（CdTe）、銅銦鎵硒（CIGS）和非晶硅（a-Si）太陽(yáng)能電池相提并論。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率的提高意味著此種電池已經(jīng)超越已進(jìn)入市場(chǎng)的有機(jī)太陽(yáng)能電池（OPV）、染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSC）和非晶硅太陽(yáng)能電池。
IDTechEx公司認(rèn)為，由于鈣鈦礦材料具有寬禁帶隙，這將為與窄禁帶光伏材料匹配創(chuàng)造機(jī)會(huì)。因此產(chǎn)生一些額外的轉(zhuǎn)換效率，將對(duì)競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)產(chǎn)生影響，因?yàn)橄到y(tǒng)成本取決于轉(zhuǎn)換效率。
　　鈣鈦礦太陽(yáng)能電池提供額外的附加值包括：柔性、半透明、量身定制的形狀因素、薄膜、輕重量和加工成本。這些功能開(kāi)始削弱許多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手技術(shù)的獨(dú)特性，使得這些競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)更難以進(jìn)入應(yīng)用市場(chǎng)。
　　解決技術(shù)難題的機(jī)會(huì)。然而，鈣鈦礦光伏技術(shù)還沒(méi)有作好商業(yè)化準(zhǔn)備，甚至器件結(jié)構(gòu)尚未定型。事實(shí)上，最初的鈣鈦礦僅被視作染料敏化太陽(yáng)能電池的簡(jiǎn)單變異體，即鈣鈦礦只是一種染料，但鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)是從染料敏化太陽(yáng)能電池模式演變而來(lái)，成為一個(gè)新的潛在平面結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
　　IDTechEx公司認(rèn)為，鉛毒性增加了進(jìn)入市場(chǎng)的壁壘和實(shí)用風(fēng)險(xiǎn)，特別是在歐洲。無(wú)鉛版本早已存在，但鉛的替代物導(dǎo)致電池效率大幅下降。目前兼顧轉(zhuǎn)換效率與無(wú)鉛化的平衡方案尚未達(dá)成，但正在進(jìn)行的研究充滿(mǎn)希望。
　　另一個(gè)問(wèn)題是壽命，這是一個(gè)特殊挑戰(zhàn)，因?yàn)槟繕?biāo)應(yīng)用如公共設(shè)施和BIPV需要較長(zhǎng)的壽命。不穩(wěn)定問(wèn)題尚未完全解決。如果是外在因素，可以采用高性能柵欄如玻璃或應(yīng)用在OPV和OLED的柔性材料管理并隔離系統(tǒng)。如果是內(nèi)在因素，必須開(kāi)發(fā)新的材料系統(tǒng)。（作者單位為工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所 ）

作者：黃慶紅 來(lái)源：中國(guó)國(guó)防科技信息網(wǎng) 責(zé)任編輯：wutongyufg