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據英國《經濟學人》周刊網站10月21日報道，人們普遍認為，一小時內照射到地球上的陽光足以滿足全球一年的電力需求，這種看法也確實沒錯。目前，部分陽光通過太陽能電池板方陣轉化為電能：到2023年底，這些電池板覆蓋了近1萬平方公里的地球表面，產生約1600太瓦時的電量，約占全球發電量的6%。 然而，大多數轉化過程都有其局限性。硅太陽能電池將太陽能轉化為電能的最大理論效率約為29%。其余的太陽能以熱能的形式散失。這個理論最大值只能在實驗室條件下實現。此外，當電池被組裝成太陽能電池板時，電池板的總效率不太可能超過26%。這在一定程度上是因為電池和面板的其他部分(如框架)之間的空間無助于發電。連接電池的電線中也不可避免地存在能量損失。 然而，太陽能的未來可能存在于剛剛投入生產的一種更高效的新型太陽能電池。它們由一系列名為鈣鈦礦的晶體材料制成，能夠令電池板的實際效率遠高于30%。 作為硅的替代品，鈣鈦礦對研究人員如此有吸引力的原因之一是，除了能有效地吸收陽光中的能量，它還可以用容易獲得的材料、以低廉的成本制造，這些材料包括一些金屬和鹵素(比如氯、溴和碘)。 雖然鈣鈦礦的吸光超能力為人所知已有一段時間，但它們一直很難被利用，其中一個重要原因是鈣鈦礦降解很快，而且容易受潮。因此，研究人員正在尋找使它們更穩定的方法，并調整制造過程以保護電池免受其他因素的影響。 開發鈣鈦礦太陽能電池板的領導者之一是牛津光伏公司，它是一家位于牛津大學附近的英國公司，該公司的研究活動就是在牛津大學開始的。該公司已開發出所謂的串聯電池，它由一層薄薄的鈣鈦礦放在傳統的硅層之上組成。該公司的設想是，這兩種材料一起工作可以從陽光中提取比單獨使用更多的能量。該公司首席技術官克里斯·凱斯解釋說，為了做到這一點，位于上層的鈣鈦礦層被調整為吸收光譜藍端的光，而下層的硅層則吸收光譜紅端的光。 該公司在德國開設了一家工廠，剛剛開始向其第一個客戶(一家未具名的美國公用事業公司)供應第一批商用串聯型太陽能電池板。 其他公司也即將把各自的鈣鈦礦/晶硅疊層太陽能電池板投入商用。韓國大型工業集團韓華集團已向一家工廠投資1370億韓元(約合1.02億美元)，為該集團的Qcells系列太陽能電池板生產串聯電池。該公司表示，在實驗室規模下，單個電池的最高效率達到29.3%，這將使其新電池板在發電方面明顯表現更好。 令人毫不意外的是，中國供應商也在忙著開發鈣鈦礦。目前基于實驗室的鈣鈦礦串聯電池效率的世界紀錄是34.6%。這一紀錄是中國主要太陽能電池制造商隆基綠能科技股份有限公司在6月份創造的。該公司于2023年10月開始研究這種電池的大規模生產。 鈣鈦礦串聯電池為太陽能發電提供了更令人鼓舞的消息，只要它們能在實際應用中證明自己的話。如果它們做到了，那其他公司必然會大規模應用這項技術，釋放太陽能發電量的另一輪指數級增長。一些公司正在開發其他材料來制造太陽能電池，盡管一些材料(比如砷化鎵)價格昂貴，用途僅限于航空航天等專業領域。（編譯/馮雪） |
