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新加坡研究人員發(fā)現(xiàn)了一種對(duì)環(huán)境破壞較小的、可在實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)鈣鈦礦太陽電池的方法，這種方法不再需要以前使用的鉛。

新加坡南洋理工大學(xué)（NTU Singapore）的科學(xué)家們用鋅基封蓋層取代了鈣鈦礦太陽電池的傳統(tǒng)封蓋層，傳統(tǒng)封蓋層會(huì)導(dǎo)致有毒鉛的產(chǎn)生。

試驗(yàn)的結(jié)果是用鋅化合物蓋住的一英寸見方的鈣鈦礦電池。檢查顯示，電池被有效密封，鈣鈦礦沒有受到化合物層的影響。由Sum Tze Chien和Lam Yeng Ming教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員表示，這代表著向更環(huán)保、更可行的鈣鈦礦太陽能電池的工業(yè)化生產(chǎn)邁出了一步。

使用鈣鈦礦太陽電池的最大缺點(diǎn)之一是它們對(duì)環(huán)境的影響。南洋理工大學(xué)物理與數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院研究員Ye Senyun博士稱，“通過把鋅和其他無毒金屬用于覆蓋層，我們的創(chuàng)新方案有可能解決鈣鈦礦太陽電池大面積推廣時(shí)面臨的一個(gè)主要障礙。”

研究人員還表示，這種鋅的創(chuàng)新工藝為其他可以改善鈣鈦礦電池性能的材料和化合物的開發(fā)打開了大門。

盡管鈣鈦礦電池的效率水平和性能都創(chuàng)下了紀(jì)錄，但由于暴露在氧氣、濕氣和光線下的衰減水平不可持續(xù)，因此它們尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。這種衰減也讓研究人員擔(dān)心，鉛可能會(huì)從受損電池中逸出（雖然數(shù)量很少），污染周圍環(huán)境。

全球各地的實(shí)驗(yàn)室都進(jìn)行了鈣鈦礦測(cè)試并公布了相應(yīng)的效率結(jié)果。此前，澳大利亞國立大學(xué)的研究人員公布了30.3%的硅-鈣鈦礦串聯(lián)電池效率，而鈣鈦礦效率的世界紀(jì)錄目前由Helmhotz-Zentrum Berlin保持。該研究機(jī)構(gòu)聲稱，一塊1厘米見方電池的效率達(dá)到了32.5%。

半前體vs.全前體

生產(chǎn)鈣鈦礦電池蓋層的"傳統(tǒng)"方式采用的是半前體（HP）方法。一種前體化學(xué)物被放置在鈣鈦礦層上，形成保護(hù)封蓋的一部分，而另一種則通過第一個(gè)前體和鈣鈦礦之間的反應(yīng)形成，從鈣鈦礦層內(nèi)將鉛離子向上吸入以形成鉛基封蓋層。

南洋理工大學(xué)的科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一種全前體（FP）方法，即使用直接相互反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)制造封蓋層，然后用于鈣鈦礦層。鋅基化合物由鹵化鋅鹽和PEAI制成，溶解在名為乙腈的溶劑中，然后涂覆在快速旋轉(zhuǎn)的鈣鈦礦層上。之后，這些層通過加熱被密封，將鈣鈦礦和封蓋層結(jié)合在一起。

由于無需以化學(xué)方式從鈣鈦礦中提取，這種方法避免了有毒鉛的使用。

原標(biāo)題：鈣鈦礦電池新制造方法：避免有毒鉛使用！