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鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是一種具有廣闊應(yīng)用前景的新型電池。像紙一樣輕薄的太陽(yáng)能電池板貼在窗戶上就能發(fā)電，甚至能穿在身上給手機(jī)充電——這樣的科幻場(chǎng)景正在離我們?cè)絹碓浇?。作為“下一代光伏技術(shù)”中的“輕騎兵”，鈣鈦礦電池在光伏建筑、車載光伏、可穿戴設(shè)備等很多場(chǎng)景都有廣闊的應(yīng)用前景。近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所等單位取得這一領(lǐng)域的兩大重要突破，“兩大絕招”為鈣鈦礦電池這一前沿科技邁向商業(yè)化奠定了重要基礎(chǔ)。

相對(duì)于傳統(tǒng)的太陽(yáng)能光伏，鈣鈦礦電池的成本更低、加工更靈活，但是長(zhǎng)期以來最大的瓶頸就在于電池內(nèi)部界面像坑洼的路面，不僅阻礙電流順暢通行，還讓電池容易“短命”。

科研團(tuán)隊(duì)的第一招，就是給電池“打好地基”?？茖W(xué)家首創(chuàng)的“溶劑化物晶體預(yù)晶種”策略，先在“工地”上播撒納米級(jí)的棒狀晶體，搭建起精密的“引導(dǎo)支架”，它們讓基底表面變得順滑，鈣鈦礦溶液能夠均勻鋪開；接著，引導(dǎo)鈣鈦礦材料有序快速生長(zhǎng)，不讓它“亂長(zhǎng)一氣”；最后，晶種里鎖著的溶劑分子在加熱時(shí)緩緩釋放，給薄膜下方來一場(chǎng)“蒸汽浴”，幫助自我修復(fù)。這套“組合拳”打下來，電池底部就有了平整穩(wěn)固的“地基”。

第二招，是給電池“披上護(hù)甲”。我國(guó)科學(xué)家制造的這種新型納米材料，既是“修路工”，又是“養(yǎng)護(hù)員”。長(zhǎng)鏈油胺分子被牢牢錨定在二氧化錫納米顆粒表面，自動(dòng)在界面形成一層保護(hù)膜，可大大減少“路面缺陷”，讓電流跑得更順暢。穿上這身“護(hù)甲”的鈣鈦礦小尺寸電池，光電轉(zhuǎn)換效率沖上了26%，刷新了同類電池性能紀(jì)錄。更加驚艷的是，在連續(xù)工作3000多個(gè)小時(shí)后，這些電池還能保持95%以上的初始性能——相當(dāng)于每天曬8小時(shí)太陽(yáng)，一年下來幾乎不衰減。

目前，鈣鈦礦電池正處于從基礎(chǔ)研究向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵進(jìn)程，有了這兩項(xiàng)“大招”，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池就能一步步跨越技術(shù)門檻，向規(guī)?；虡I(yè)應(yīng)用邁進(jìn)，讓太陽(yáng)能發(fā)電從“屋頂專屬”走向“萬(wàn)物可貼”，把一縷縷陽(yáng)光變成溫暖日常的清潔能源。

關(guān)鍵詞： 太陽(yáng)能發(fā)電 太陽(yáng)能電池 太陽(yáng)能光伏