四年間， 鈣鈦礦的光電轉換效率從3.8% （2009 年）上升到現在的16% 以上，4 倍的增長。作為對比，單晶太陽能電池在發展初期的5 年間僅上升了50%，其他類型的太陽能電池在發展的最開始幾年效率進步也不顯著。

　　NREL 的材料科學家對該材料的進一步優化很有信心。比如，鉛替換為錫將能提升基于鈣鈦礦的多結太陽能電池的效率；同時，轉換到更加環境友好的材料，這個替換使得加工后的太陽能電池更適宜于高濕度的應用環境。

　　最大限度地提高效率、降低成本

　　NREL 的高級科學家Luther 預言兩個研究方向將同時進行，一是不顧成本，把材料性能做好； 一是盡量降低成本，比方說采用噴涂技術。這兩個領域最終將合并，達到性能和成本的折中方案。

　　一個有趣的現象是，韓國、英國、瑞士和美國的不同研究小組都達到了很高的效率水平。似乎不只一個人知道這個材料的秘密。

　　鈣鈦礦基太陽能電池的理論轉換效率大約為31%，意味著接收到的陽光有1/3 能轉換為可使用的電力。基于鈣鈦礦的多結太陽能電池應能達到更高的轉換效率。
Luther 表示，現在的目標不是達到20%，應該是28% 甚至更高。在實驗室，小尺寸的樣品應能做到幾乎是完美的，然后生產制造環節在商業化條件下能達到多少是多少。

　　NREL 擁有在幾個領域里世界頂級的科學家，他們專注于有前途的新材料，專業特長： III-V 族半導體、量子點、材料、輸運現象、計算機材料設計及摻雜工藝、半導體能帶工程等等。事實上，NREL 擁有多結太陽能電池效率的世界紀錄，在高倍聚光條件下，GaInP/GaAs 電池的轉換效率達到34%，在一個太陽測試條件下同樣的材料達到了31.1%。

 圖3：基于鈣鈦礦接受體的太陽能電池效率進展。數據取自于NREL已發表的額的文章

　　NREL 高級科學家朱凱是染料敏化太陽能電池學術研討會的共同組織者。到目前為止，他說， 絕大多數的報告、張貼文章及論文都在討論鈣鈦礦這個話題，在這個領域里這個課題是如此熱門， 其實鈣鈦礦從技術角度上并不是染料電池。
五年來的進展

　　2009 年，日本科學家 Tsutomu Miyasaka 報道了鈣鈦礦作為光吸收層，可作為潛在的太陽能電池材料，當時報道的轉換效率是3.8%，但是這個數值是如此之低，以至于未引起廣泛注意。

　　但是在2011 年， 韓國科學家Nam-Gyu Park——NREL 的博士后研究員， 報告了6.5% 的鈣鈦礦光電轉換效率。朱凱在15 年前在同一實驗室工作過，這一結果引起了他的注意。

　　一年以后，Michael Gratzel——來自瑞士的頭號太陽能電池科學家，與Park 合作發表了一篇論文，終于引起了廣泛的興趣。他們在自然科學報道刊物上發表的文章報告了10% 的基于鈣鈦礦材料的轉換效率。朱凱表示，自那以后，他知道那就是他要從事的工作了。在2013 年初，鈣鈦礦材料的光電轉換效率已經攀升到了12.3%。

　　大約一年以前，朱凱建議在材料中加入微量的氯元素。這個提議很快得到了證實，材料的性能得到極大改進，轉換效率很快達到了16.2%。這個實驗結果是韓國的Sang Il Seok 得到的�？吹竭@個結果，朱凱為自己在一年前決定進入這個領域感到幸運。

　　同時，朱凱也自己動手做材料制備的實驗。他說，這個材料是如此容易制備，采用溶液工藝， 自己就能在一、二天內作出器件，從頭到尾。但是，他也承認，要進一步提高效率水平還需要大量努力。與其他太陽能材料比較，這種新的鈣鈦礦材料以低得多的成本進行生產，沒有材料晶格失配的問題，也沒有復雜精密的沉積工藝。

　　一些公司已經表示有興趣與NREL 達成研發協議， 跟NREL 共同開發鈣鈦礦材料。朱凱表示， 美國可再生能源實驗室（NREL) 對這個材料的研究已經達到一定的深度和廣度，實驗室所具備的在材料、器件、輸運過程等太陽能電池方面的知識，將有助于對鈣鈦礦材料研究做出重大的貢獻。（本文節譯自美國可再生能源實驗室網站文章，April 15, 2014）