物理學(xué)家組織網(wǎng)19日?qǐng)?bào)道稱，英美跨國(guó)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)用理論和實(shí)驗(yàn)方法，成功將周期表中的“綠色元素”鉍應(yīng)用在低成本太陽(yáng)能電池上，光轉(zhuǎn)化效率達(dá)目前市場(chǎng)最高水平，且避免了鉛基電池的毒性。這一重大進(jìn)展發(fā)表在最新一期的《先進(jìn)材料》雜志上。

鉍晶體

目前覆蓋在屋頂上的大多數(shù)太陽(yáng)能電池的主材料是硅，雖然其在光與能量的轉(zhuǎn)化方面效率較高，但必須確保非常高的純度，才能進(jìn)行密集的能量轉(zhuǎn)化，但這一特性使其生產(chǎn)成本居高不下。

過(guò)去幾年中，研究人員一直在尋找相似或更好的替代材料，其中最有希望的組合是“混合鹵化鉛鈣鈦礦”，它具有便宜、易于生產(chǎn)、像硅一樣高效等優(yōu)勢(shì)，似乎能夠引領(lǐng)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的革命。然而，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在科學(xué)界一直有爭(zhēng)議，原因在于這類電池中的鉛物質(zhì)可能對(duì)人類、動(dòng)物和環(huán)境構(gòu)成切實(shí)的危害。為此，全球從事太陽(yáng)能電池材料研究的科學(xué)家，始終沒(méi)有停止尋找新的無(wú)毒材料，希望可以替代鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的鉛。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池原理

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

此次，英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)麻省理工學(xué)院、美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室和科羅拉多礦業(yè)學(xué)院的研究人員組成的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在周期表中與鉛毗鄰的鉍，或許可以取而代之。它雖為重金屬，但屬性無(wú)毒，是一種“綠色元素”，被廣泛應(yīng)用于化妝品、個(gè)人護(hù)理用品和藥品。

研究團(tuán)隊(duì)的成果顯示，碘氧化鉍在空氣中可以保持穩(wěn)定長(zhǎng)達(dá)197天，較鉛鹵化鈣鈦礦有明顯改善。科研人員認(rèn)為，基于鉍的太陽(yáng)能電池元件，可以使用常規(guī)的工業(yè)技術(shù)進(jìn)行低成本和規(guī)模化制造。（科技日?qǐng)?bào)）