下世代太陽能電池來了！鹵化鈣鈦礦技術突破，輕便高效成本更低

隨著全球能源需求的上升，太陽能技術面臨著前所未有的挑戰。瑞典查爾默斯理工大學的科學家們最近在開發一種新型太陽能電池材料──鹵化鈣鈦礦方面取得重大進展，這可能成為未來可持續能源解決方案的關鍵。

根據國際能源機構的數據，電力已經占全球能源使用的20%，預計在未來25年內，這一比率將上升至50%以上，這進一步強調了開發更清潔、更高效能源技術的緊迫性。查爾默斯的研究小組利用電腦模擬和機器學習，開始揭示這些材料的複雜行為，為未來的太陽能電池技術鋪平道路。

鹵化鈣鈦礦材料因其出色的光電特性而被認為是生產成本效益高、靈活且輕便的太陽能電池和光電設備（如LED燈泡）的最有前途的選擇之一。然而，這些材料的穩定性問題一直是科學家們面臨的挑戰。研究人員發現，透過混合兩種不同類型的鹵化鈣鈦礦，可以解決這一問題，但需要對這兩種材料有更深入的了解。

研究團隊描述了這種材料在低溫下的結構，這一結構長期以來一直是研究中的一個難題。研究人員透過電腦模擬，能夠在不同的情境下測試材料，並與伯明罕大學的實驗研究人員合作，確保模擬結果與實驗結果相符。

研究團隊成員表示，透過結合標準方法和機器學習，他們能夠進行比以往長數千倍的模擬，並且模型中包含的原子數量也從數百增加到數百萬，這使得模擬結果更接近現實。這些研究成果不僅為鹵化鈣鈦礦材料的未來應用提供了新見解，也為如何建模和分析複雜的鹵化鈣鈦礦材料奠定基礎。

此外，其他研究團隊也在鹵化鈣鈦礦技術上取得突破。例如，北京大學的團隊開發了「碘插層技術」，能使太陽能電池效率超過24%，並在高溫環境下持續運行超過1,180小時，保持99%效率。英國薩里大學則針對鉛錫鈣鈦礦電池進行設計改良，提高功率轉換效率至23.2%，並將壽命提升66%。這些進展顯示了國際間在鈣鈦礦材料研究上的合作與技術攻關的潛力。

研究已發表在《美國化學會誌》期刊。