太陽(yáng)能電池板多少錢(qián)一塊（鈣鈦礦太陽(yáng)能電池）

人類(lèi)對(duì)于太陽(yáng)能的利用還不充分！作為取之不盡、用之不竭的清潔能源，太陽(yáng)能在未來(lái)的發(fā)展?jié)撃芫薮螅喝绻烟?yáng)光照射地球一小時(shí)的能量“全部”收集起來(lái)，夠全人類(lèi)使用一年！既然太陽(yáng)的能量如此巨大，為什么沒(méi)能取代化石能源？太陽(yáng)能又該如何更高效利用？想要弄

人類(lèi)對(duì)于太陽(yáng)能的利用還不充分！

作為取之不盡、用之不竭的清潔能源，太陽(yáng)能在未來(lái)的發(fā)展?jié)撃芫薮螅喝绻烟?yáng)光照射地球一小時(shí)的能量“全部”收集起來(lái)，夠全人類(lèi)使用一年！

既然太陽(yáng)的能量如此巨大，為什么沒(méi)能取代化石能源？太陽(yáng)能又該如何更高效利用？

想要弄清楚這些問(wèn)題，我們就需要先了解太陽(yáng)能電池板的工作原理：

太陽(yáng)能電池 如何將光能轉(zhuǎn)換成電能？

一個(gè)典型的硅晶太陽(yáng)能電池，主要由以下幾個(gè)部分疊合組成：

當(dāng)太陽(yáng)照射電池板時(shí)，吸光層內(nèi)部的電子通過(guò)光照獲得了能量，部分帶負(fù)電的電子離開(kāi)始“活躍”起來(lái)，它們穿過(guò)電子傳輸層，在負(fù)極被收集。

同時(shí)，帶正電的空穴向反方向傳遞，在正極被收集。當(dāng)電池正負(fù)極導(dǎo)通，電子和空穴流動(dòng)起來(lái)形成電流，從而實(shí)現(xiàn)了光能到電能的轉(zhuǎn)換。

在這一轉(zhuǎn)換過(guò)程中，電池上面的減反射膜和下面的反光層也起到了至關(guān)重要的作用。

減反射膜可以有效減少入射太陽(yáng)光在電池上表面的反射和散射；反光層可以反射穿透電池的太陽(yáng)光，使得這部分太陽(yáng)光被二次吸收利用。

總之，太陽(yáng)能電池中的減反射膜和反光層可以有效地促進(jìn)太陽(yáng)光的吸收和利用，“激活”更多光生載流子，為能量轉(zhuǎn)換提供源源不斷的“動(dòng)力”。

更重要的是：吸光層材料對(duì)太陽(yáng)能的吸收轉(zhuǎn)化效率，決定了太陽(yáng)能電池光伏發(fā)電效率，是制備高效太陽(yáng)能電池技術(shù)的關(guān)鍵因素。

然而，過(guò)去幾十年里，太陽(yáng)能電池的對(duì)太陽(yáng)光的吸收轉(zhuǎn)化運(yùn)用并不充分，很大原因在于吸光材料對(duì)于太陽(yáng)能量的利用率不高。光電轉(zhuǎn)換材料，制約了太陽(yáng)能電池的進(jìn)一步發(fā)展。

第一代太陽(yáng)能電池所利用的光電轉(zhuǎn)換材料主要是硅，這種間接帶隙半導(dǎo)體，不能以最小的光能激發(fā)吸光層材料產(chǎn)生電流，所以光電轉(zhuǎn)化效率不高；

第二代太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換材料升級(jí)，使用直接帶隙半導(dǎo)體，例如砷化鎵、碲化鎘、銅銦鎵錫等，盡管相比于第一代吸光材料而言，這種材料更加高效，但它們也面臨制備成本高、材料純度要求嚴(yán)苛的弊端。

隨著太陽(yáng)能電池研發(fā)制備技術(shù)的升級(jí)，鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)換材料橫空出世，成為太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的發(fā)展雖然只有十余年的時(shí)間，但是它的光伏發(fā)電效率卻能從3%提升至25.5%。相比于前幾代光電轉(zhuǎn)換材料，鈣鈦礦材料兼具了高效率和低成本制備的優(yōu)勢(shì)，未來(lái)潛能巨大。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 能直能彎 上天入地

鈣鈦礦究竟是一種什么物質(zhì)呢？

我們?cè)诘?0期【趣味科普】《無(wú)人駕駛汽車(chē)的“眼睛”，因?yàn)橛辛怂`敏！》中有過(guò)介紹：它是一種ABX3晶型，以目前研究較多的金屬鹵素有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦為例，A為有機(jī)甲胺離子CH3NH3+ ，B為金屬離子 （例如Pb2+， Sn2+），X為鹵素離子 （例如Cl-，I- ， Br-）。整個(gè)晶體是由金屬離子被六個(gè)鹵素離子包圍所形成的類(lèi)似正方體作為骨架結(jié)構(gòu)，骨架中間插入無(wú)機(jī)或者有機(jī)離子。因此，鈣鈦礦指的不是特定材料，而是一種結(jié)構(gòu)、一類(lèi)物質(zhì)。

鈣鈦礦對(duì)光的吸收能力強(qiáng)，光譜吸收范圍廣，可以吸收全光譜可見(jiàn)光，并且能在溫和條件下實(shí)現(xiàn)溶液法低成本的制備，這些特性都決定了，它是制備太陽(yáng)能電池的絕佳材料。

相比于前幾代吸光材料而言，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具備效率高、質(zhì)量輕、成本低的三大優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使得鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。

在航天領(lǐng)域，飛行器輕量化的重要性不言而喻，如果使用鈣鈦礦太陽(yáng)能電池為飛行器提供動(dòng)能，那么它將憑借自身質(zhì)量輕的特點(diǎn)，為飛行器輕量化助力；

同時(shí)，它的柔性特質(zhì)還能適應(yīng)不同的彎曲弧度，能夠讓電池板與飛行器緊緊貼合。可以說(shuō)，鈣鈦礦電池的應(yīng)用，將會(huì)完美實(shí)現(xiàn)電池“上天入地、可彎可直”的期待。

太陽(yáng)能電池正在升級(jí)，鈣鈦礦材料的應(yīng)用才剛剛開(kāi)始。或許在不久的未來(lái)，新能源取代化石能源并非妄想，未來(lái)科技，值得更多期待！