作者：加藤伸一
來源：日經bp社
原標題：改善鈣鈦礦太陽能電池的不穩定性，轉換效率有望實現與結晶硅型相當


　　日本科學技術振興機構（JST）與京都大學12月8日宣布，發現了可改善名為“鈣鈦礦太陽能電池”的高效率太陽能電池的不穩定性，將電壓提高至理論極限的設計指針。


　　由下而上依次為FTO透明電極層（負極）、TiO2致密層（電子輸送層）、鈣鈦礦層（發電層）、spiro-OMeTAD層（空穴輸送層）、金電極層（正極）（出處：JST）
　　鈣鈦礦太陽能電池可通過印刷作為材料的溶液來輕松制作，作為能大幅降低制造成本的太陽能電池備受期待。似已有了20％以上的轉換效率報告，作為新一代太陽能電池吸引著人們的目光。

　　但因測量條件的不同，表示太陽能電池性能的電流-電壓曲線（I-V曲線）會發生變化，所以無法定量解明發電特性與元件結構的關系。
　　此次，在JST的“戰略性創造研究推進事業”中，京都大學的研發小組制作了發電特性不易變化的鈣鈦礦太陽能電池，查明了電流和電壓的損耗機制。據稱，以獲得的設計指針為基礎，有望實現能源轉換效率逼近結晶硅型的鈣鈦礦太陽能電池。
　　研發小組利用轉換效率為19％以上的鈣鈦礦太陽能電池分析了發電機制發現，電流幾乎沒有發生轉換損耗。電壓則在捕獲承載電流的電荷載體的區域（阱區）存在電壓損耗。因此稱，如果能將阱區的密度降至一定水平以下，則電流的發生效率幾乎可達100％，電壓也能提高至理論極限。
　　研究中，制作了比較致密平滑的鈣鈦礦膜，實現了效率高、再現性良好的元件。另外，為了研究構成發電層的鈣鈦礦結晶的粒徑對發電特性變化的影響，對負極采用TiO2致密膜，優化了元件構造。
　　鈣鈦礦結晶的粒徑越大，短路電流密度（JSC）、開路電壓（VOC）和填充因子（FF）的值也越大，能源轉換效率在粒徑為最大的500nm時，達到了全球最高水平的19.4％。


作者：加藤伸一 來源：日經bp社 責任編輯：wutongyufg