3月29日據中央廣播電視總臺中國之聲《新聞縱橫》報道，隨著煤、石油、天然氣等能源日益減少和環境污染日益加劇，無限可再生的清潔能源———太陽能引起人們的關注，將太陽能轉化為電能的太陽能電池的研制也得到了迅速發展。

目前，以商業化的晶體硅太陽能電池的光電轉化效率最高，但受材料純度和制備工藝限制，很難再提高轉化效率或降低成本。只有幾微米厚度的薄膜太陽能電池，是降低成本和提高光子循環的理想材料。

作為薄膜太陽能電池中的佼佼者，鈣鈦礦太陽能電池因為制備過程中材料不穩定、工藝復雜且污染較高等問題，一直無法量產。最近，我國科學家的創新研究成果突破了這些痛點，為鈣鈦礦太陽能電池的大規模生產利用，創造了前提條件。

國際學術期刊《科學》雜志26日在線發表的關于太陽能電池的最新研究成果來自我國西北工業大學黃維院士團隊，成果名稱叫作《室溫、高濕度下制備穩定的甲脒基鈣鈣鈦礦》，這到底是什么樣的創新成果，又會對太陽能電池和我們的生活帶來哪些改變？

先來了解成果名稱中提到的鈣鈦礦這個概念。簡單來說，鈣鈦礦就是一種用于太陽能發電的新材料，相比傳統太陽能電池板中使用的晶體硅，鈣鈦礦不僅更輕薄、可變型，同時更便宜、更環保，在應用范圍上將產生顛覆性變革。因此，鈣鈦礦的研究已經成為各國科學家追逐的“熱點”。但這樣優秀的太陽能發電材料，卻始終處在基礎研究階段。黃維院士團隊的陳光華教授介紹，這是因為鈣鈦礦材料本身非常“敏感”，在空氣中極易發生變化，極大地制約了它的量產。“由于鈣鈦礦材料它不穩定，它怕水，它怕氧氣，然后都要在惰性的環境去做。比如我們在充滿氮氣的手套箱里面，充滿氬氣的手套箱里面去做，就在一個小盒子里面去做，這就限制了它的工業化生產。”他說。

如何在正常的空氣中，正常的溫度和濕度下制備穩定的鈣鈦礦材料就是黃維院士團隊這項創新研究成果的核心。團隊成員、西北工業大學博士研究生晁凌鋒表示，他們團隊獨創性地提出了，以一種多功能的“離子液體”作為溶劑來替代傳統的有毒的有機溶劑制備鈣鈦礦材料，不僅穩定性高、制備工藝簡單，還提高了光電轉化率。鈣鈦礦原材料本身是粉末狀，和其他兩三種材料混到一個溶劑里，形成均勻的溶液，好比把糖和鹽溶于水一樣。將得出的溶液涂到一個襯底上，它就形成了一層薄膜，這薄膜只有不到一微米，相當于百分之一的A4紙的厚度。然后再給它鍍上電極，它就是一個完整的太陽能電池了。

晁凌鋒說：“本來鈣鈦礦是極不穩定的，很難在室溫空氣中制備，但我們團隊合成了一種離子液體，這種離子液體就可以去穩定我們現在研究的這種鈣鈦礦材料。好比鈣鈦礦是草原上的羊群，鈣鈦礦的晶胞就是羊，羊極其容易亂跑，讓羊群走散。而離子液體就相當于牧羊犬，在羊群也就是在鈣鈦礦分子中發號施令、穩定隊形。這個新隊形就是我們想要得到的鈣鈦礦電池的穩定性。”

傳統制備過程中材料不穩定、工藝制備復雜且污染性較高等卡脖子難題都解決了，是否意味著這種薄如蟬翼的鈣鈦礦太陽能電池可以工業化生產，很快走入我們的生活了？陳光華教授說，鈣鈦礦本身比較便宜，但是它制備的方法受限，我們提出了空氣中制備鈣鈦礦電池的方法，不用那么多那么復雜的設備，那么苛刻的設備條件，還能夠大幅降低成本。這對這工業化生產意義非常大。現在已經有一些初創企業、還有做硅晶光伏的企業也都紛紛轉型來做鈣鈦礦，有這些企業的加入，產業化應該很快。

未來，沙漠腹地、樓宇外墻、手機等都不再需要傳統電池，只需要一塊更低廉、更清潔的鈣鈦礦太陽能電池就能夠滿足所需。同時，還可以應用在柔性可穿戴、航天器搭載等重要領域。晁凌鋒對鈣鈦礦太陽能發電材料的應用前景充滿信心。他表示，鈣鈦礦太陽能電池未來的應用相比于硅晶來說更廣泛。寫字樓的玻璃可以做成這種太陽能電池板，它不僅可以讓寫字樓里邊照樣得到光，還可以發出電，它其實就是智能窗。“還有可以貼在你的手機的屏幕上，現在可折疊手機已經出來了，我們正常用這種充電的鋰電池它是一個儲能電池，它只能儲能，但是它的儲能是有限，因為要彎折，就要把儲能電池做得很小，所以它儲存量有限，時不時給它充電。有了太陽能電池之后，只需要在日常的陽光下，就可以實現不斷給手機充電。”