就光吸收層厚度而言，第一代和第二代太陽能電池分別需要大概300和2微米的厚度；而鈣鈦礦太陽能電池以不到0.4微米的光吸收層，就能獲得超過20%的光電轉(zhuǎn)換效率。而且它的吸光系數(shù)很大，吸光能力比傳統(tǒng)染料高一個(gè)數(shù)量級，對紫外到近紅外的光子都具有良好的吸收能力。

另外，鈣鈦礦太陽能電池是一個(gè)三元組份的材料，在ABX每個(gè)位置上共有三種元素可以選擇，所以這種材料有著無限的操控的空間，這種結(jié)構(gòu)也有著無限的可能性。

沒有幾近完美的材料

雖然鈣鈦礦太陽能電池有著許許多多的優(yōu)點(diǎn)，但它也不是完美的，我們也必須面對它的不足之處，這樣才有利于我們今后的改進(jìn)工作。

首先，目前人們還沒有解決此類電池的不穩(wěn)定性問題。

傳統(tǒng)晶硅電池壽命一般可達(dá)到25年，而2009年第一塊鈣鈦礦太陽能電池的壽命只有3分鐘，發(fā)展到現(xiàn)在，其壽命也僅為1000小時(shí)。

隨著鈣鈦礦太陽能電池效率取得了突破性進(jìn)展，人們越來越認(rèn)識到電池的長期穩(wěn)定性是其是否能大規(guī)模民用化應(yīng)用的決定性因素。

其次，有毒。

現(xiàn)在性能最好的鈣鈦礦電池材料都含有鉛，這是一種對人體和環(huán)境有極大危害的元素。

在使用過程中鉛可能會滲出，污染水源和土壤。

最后，目前實(shí)驗(yàn)室里制造的大部分鈣鈦礦太陽能電池的尺寸都很微小，最大的也僅幾平方厘米，很難生產(chǎn)較大的連續(xù)膜，導(dǎo)致制備大面積器件受阻。

圖6 歷年來鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的迅猛增長趨勢。

雖然，鈣鈦礦太陽能電池的研發(fā)遇到了諸多困難，但是，近幾年這一領(lǐng)域的快速發(fā)展使其開始初步顯示出潛在的商業(yè)化前景。

鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料自2009年首次應(yīng)用于光伏技術(shù)以來，短短六七年時(shí)間，在廣大科研人員的努力下，它的光電轉(zhuǎn)化效率就已經(jīng)從3%提高到22%。

美國有的科學(xué)家預(yù)測，以新型鈣鈦礦為原料的太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率或可高達(dá)50%，為目前市場上太陽能電池轉(zhuǎn)化效率的2倍，這將大幅降低太陽能電池的使用成本。也難怪世界頂級學(xué)術(shù)雜志Science會把鈣鈦礦太陽能電池評為該年度的十大科技進(jìn)展之一。

究竟鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率能否達(dá)到理論預(yù)估的50%？鈣鈦礦太陽能電池距離真正的民用還有多遠(yuǎn)？能否如同硅晶太陽能電池那樣得到廣泛使用呢？讓我們拭目以待吧。（作者：林風(fēng) 南方科技大學(xué)）