鈣鈦礦作為一種人工合成材料，鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池是利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽(yáng)能電池。因?yàn)槠湫阅軆?yōu)異、成本低廉、商業(yè)價(jià)值巨大，因而被產(chǎn)業(yè)界極為關(guān)注，成為科研熱點(diǎn)。近年來(lái)，全球頂尖科研機(jī)構(gòu)和大型跨國(guó)公司都投入了大量人力物力，力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

據(jù)Technews報(bào)道，最近美國(guó)國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）研發(fā)出新型串迭型全鈣鈦礦太陽(yáng)能板，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到25%。

在鈣鈦礦太陽(yáng)能板研究中，通常科學(xué)家的研究方向都集中在寬能隙鈣鈦礦。這是因?yàn)閷捘芟恫牧夏透邷嘏c耐高壓，也能對(duì)太陽(yáng)光譜中紫外線(xiàn)等較高能量的區(qū)域做出反應(yīng)。但是如果要研制串迭型鈣鈦礦太陽(yáng)能板，就要有一個(gè)鈣鈦礦太陽(yáng)能板是低能隙材料，這樣這兩個(gè)太陽(yáng)能電池才能吸收不同的光譜。

通常，鈣鈦礦太陽(yáng)能主要金屬為鉛。而科學(xué)家過(guò)去研究發(fā)現(xiàn)，只要將錫加入鉛鈣鈦礦之后，就可以降低鈣鈦礦太陽(yáng)能的能隙。比如，在2014年，美日聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)就把傳統(tǒng)鈣鈦礦與錫鉛鈣鈦礦整合，將轉(zhuǎn)換效率提升到23%。但，錫金屬在空氣中不太穩(wěn)定，錫鉛鈣鈦礦晶格容易產(chǎn)生缺陷，并破壞電荷傳遞，從而致使電池效率不太理想。

對(duì)此，NREL提出解決方案：在錫鉛鈣鈦礦中添加胍硫氰酸鹽。該有機(jī)化合物除了可以防止鈣鈦礦中的錫與氧起反應(yīng)之外，也能提高鈣鈦礦的性能。研究測(cè)試指出，電子激發(fā)時(shí)間已超過(guò)1μs，與過(guò)去高出5倍，而且錫鉛鈣鈦礦層的轉(zhuǎn)換效率也從18%提升至20%。

目前，NREL已將鈣鈦礦層與新型錫鉛鈣鈦礦串迭，將轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提高到25%。該研究將有助于再次加速鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研發(fā)步伐。現(xiàn)在科技界正不斷刷新串迭型太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率，而理論上串迭型全鈣鈦礦的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到30%，未來(lái)還有進(jìn)一步的效率提升空間。