日本國立研究開發(fā)法人物質(zhì)材料研究機構（NIMS）5月1日宣布，“鈣鈦礦太陽能電池”的能源轉(zhuǎn)換效率記錄全球首次得到了國際標準測試機構的認可，轉(zhuǎn)換效率達到15％。這是以光伏發(fā)電材料小組組長韓禮元為首的研發(fā)小組取得的成果。

“鈣鈦礦太陽能電池”是光吸收材料采用鹵化物類有機-無機鈣鈦礦（CH₃NH₃PbI₃）半導體的太陽能發(fā)電元件，自2009年首次作為太陽能電池材料公開以來，轉(zhuǎn)換效率迅速提高，作為新一代太陽能電池受到了全球的關注。由于可以在基板和薄膜上涂布制造，利用印刷技術量產(chǎn)，蘊含著能較以往的太陽能電池大幅降低制造成本的可能性。

產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所光伏發(fā)電研究中心評估及標準小組測量的鈣鈦礦太陽能電池的電流-電壓特性（出處：日本物質(zhì)材料研究機構）

此前報道過的鈣鈦礦太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，基本都是以小面積電池單元（約0.1cm²）獲得的數(shù)值。以前有過轉(zhuǎn)換效率20.1％（單元面積為0.0955cm²）的報告，但由于單元面積較小，測量的誤差大，而且測量方法也未公開?；诳煽繑?shù)據(jù)的鈣鈦礦太陽能電池發(fā)展，獲得國際標準測試機構公認的能源轉(zhuǎn)換效率是當務之急。

NIMS的研發(fā)小組通過改良發(fā)電層使用的鈣鈦礦的涂布方法，控制了表面的凹凸，提高了轉(zhuǎn)換效率及其再現(xiàn)性。另外，電荷（載流子）輸送層的材料以前吸濕性較高，會很快導致轉(zhuǎn)換效率降低，因此新開發(fā)了吸濕性低、載流子遷移率高的材料，成功改善了穩(wěn)定性。基于這些成果，將太陽能電池單元的面積擴大到了1cm見方以上，并通過改良元件的制作方法，使鈣鈦礦太陽能電池全球首次在國際標準測試機構（產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所光伏發(fā)電研究中心評估標準小組）實現(xiàn)了15％的公認轉(zhuǎn)換效率。