傳統太陽能(néng)電池基于矽半導體化合物已知其將(jiāng)太陽光轉化爲電能(néng)的理論最大效率爲 29%。 然而，通過(guò)將(jiāng)第二鈣钛礦層合并到基礎矽層上，太陽能(néng)電池有可能(néng)在不久的將(jiāng)來超越這(zhè)個效率阈值。

       鈣钛礦是一類與鈣钛氧化物礦物具有相同晶體結構的化合物。 這(zhè)種(zhǒng)高度靈活的材料可用于多種(zhǒng)應用，包括超聲波機器、存儲芯片和發(fā)電太陽能(néng)電池。 最近的研究表明，鈣钛礦可能(néng)是推動太陽能(néng)電池行業發(fā)電效率達到新水平的“秘密武器”。

       目前的太陽能(néng)電池技術正在迅速接近其最高效率水平，但仍達不到太陽能(néng)作爲應對(duì)全球變暖的重要緩解因素所需的水平。 科學(xué)家表示，效率必須超過(guò) 30%，且新太陽能(néng)電池闆的安裝率必須比目前的采用水平提高十倍。

       通過(guò)在矽基底上添加額外的鈣钛礦層（兩(liǎng)者都(dōu)具有半導體特性），可以增強從陽光中捕獲的能(néng)量。 矽層捕獲紅光中的電子，而鈣钛礦層捕獲藍光。 能(néng)量吸收能(néng)力的提高將(jiāng)導緻太陽能(néng)整體價格的降低，從而加快太陽能(néng)電池闆的部署和采用。

       科學(xué)家們花費數年時(shí)間開(kāi)發(fā)高效的矽鈣钛礦太陽能(néng)電池技術，2023 年似乎將(jiāng)标志著(zhe)該領域的一個重要裡(lǐ)程碑。 最近的研究進(jìn)展已成(chéng)功將(jiāng)矽-鈣钛礦串聯電池的效率提高到 30% 以上。 進(jìn)展速度如此之快，以至于這(zhè)項技術很快就(jiù)會(huì)在商用産品中展示其增強的功能(néng)。

       沙特阿拉伯阿蔔杜拉國(guó)王科技大學(xué)材料科學(xué)與工程教授 Stefaan De Wolf 認爲，2023 年太陽能(néng)電池技術領域將(jiāng)帶來重大進(jìn)展。 De Wolf 的團隊已經(jīng)在矽鈣钛礦太陽能(néng)電池中實現了 33.7% 的效率水平，但他們的工作細節仍需要在科學(xué)期刊上發(fā)表。

       另一個由德國(guó)亥姆霍茲柏林材料與能(néng)源中心的 Steve [**]lbrecht 領導的研究小組最近發(fā)表了一項關于串聯矽鈣钛礦電池的研究，該電池可以實現高達 32.5% 的功率轉換效率。 由瑞士洛桑聯邦理工學(xué)院的 Xin Yu Chin 領導的第三個小組已經(jīng)證明，串聯電池的效率達到 31.25%，具有“高效率和低制造成(chéng)本的潛力”。

       De Wolf 表示，超過(guò) 30% 的能(néng)源門檻將(jiāng)增強人們對(duì)“高性能(néng)、低成(chéng)本光伏發(fā)電可以推向(xiàng)市場”的信心。 到 2022 年，太陽能(néng)發(fā)電容量將(jiāng)達到 1.2 太瓦 (TW)，到 2050 年必須增加到至少 75 太瓦，才能(néng)緩解全球變暖和溫室氣體排放帶來的最災難性的情況。

       商業領域正在積極緻力于提高太陽能(néng)電池的效率。 中國(guó)最大的制造商（隆基股份）在實驗室中已經(jīng)達到了 33.5% 的效率。 下一步涉及將(jiāng)高效矽鈣钛礦串聯電池的尺寸從實驗條件（1 平方厘米）擴大到商業級特征（15 平方厘米）。 De Wolf對(duì)實現這(zhè)一目标充滿信心。