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現(xiàn)在，鈣鈦礦將有望成為太陽(yáng)能電池的主要材料，但在此之前，它需要克服一個(gè)主要的耐久性問(wèn)題。為此，普林斯頓大學(xué)的工程師們公布了一種新的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)，測(cè)試表明，這種電池可以在現(xiàn)實(shí)世界中使用長(zhǎng)達(dá)30年。


幾十年來(lái)，硅一直是制造太陽(yáng)能電池的首選材料，但在過(guò)去15年左右的時(shí)間里，鈣鈦礦迅速迎頭趕上。它們的效率接近硅，但制造成本更低，更輕，也更靈活。

然而，鈣鈦礦的問(wèn)題是不穩(wěn)定，當(dāng)暴露在元素中時(shí)往往會(huì)分解。解決這個(gè)問(wèn)題一直是過(guò)去大量工作的重點(diǎn)，科學(xué)家們正在嘗試添加大分子、舊顏料或量子點(diǎn)。

在這項(xiàng)新的研究中，普林斯頓大學(xué)的研究小組通過(guò)在吸收光的鈣鈦礦層和電荷攜帶層之間，添加超薄的覆蓋層來(lái)解決穩(wěn)定性問(wèn)題。這個(gè)覆蓋層只有幾個(gè)原子厚，由二硫化碳、鉛、碘和氯組成，用來(lái)保護(hù)設(shè)備不在幾周內(nèi)燒毀。

據(jù)悉，其他研究團(tuán)隊(duì)也采用了添加了2D層來(lái)延長(zhǎng)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池壽命的設(shè)計(jì)，但沒(méi)有達(dá)到這種新電池的程度。據(jù)該團(tuán)隊(duì)估計(jì)，用這種覆蓋層制成的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，可以在戶外運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)30年，使其成為第一個(gè)跨越20年壽命的商業(yè)門(mén)檻的該類電池。


測(cè)試中，研究人員使用一種新的加速老化技術(shù)來(lái)計(jì)算這個(gè)壽命，這種技術(shù)是他們?yōu)闇y(cè)試太陽(yáng)能電池的耐久性而開(kāi)發(fā)的。幾批太陽(yáng)能電池被放置在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，它們被暴露在強(qiáng)光和不同溫度下，從炎熱的夏天的35°C（95°F）到極端的110°C（230°F）。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，研究小組可以推斷出在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下，新電池的壽命為30年。

研究小組表示，這項(xiàng)研究不僅提供了一種制造更耐用的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的新方法，而且加速老化技術(shù)也將幫助科學(xué)家測(cè)試各種太陽(yáng)能電池的耐用性。 

原標(biāo)題：首個(gè)預(yù)期壽命超過(guò)30年的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池