日本新能源產業(yè)技術綜合開發(fā)機構(NEDO)與日本物質材料研究機構(NIMS)于2016年3月28日宣布,開發(fā)的標準面積(1cm2)鈣鈦礦型太陽能電池單元的能量轉換效率超過了18%。鈣鈦礦型太陽能電池由價格低廉的材料構成,可以使用涂覆這種簡單的方法量產,能大幅降低制造成本。
在此次研究中,兩家機構為了提高太陽能的吸收效率,優(yōu)化了鈣鈦礦材料中兩種陽離子的混合比例。并且通過將部分碘換成溴,得到了鈣鈦礦層缺陷較少的大晶粒。因而可以高效取出光照產生的電子和空穴,使短路電流密度提高到了21mA/cm2以上。
而且,還通過優(yōu)化鈣鈦礦層、電子運輸層、電子提取層等材料和膜厚,降低了太陽能電池的電阻,成功使太陽能電池的填充因子提高了2成左右。利用這些成果制作1cm見方的太陽能電池并對其進行檢測,結果顯示,轉換效率達到了18.2%。
今后,兩家機構還將通過組合高性能材料、優(yōu)化各層膜厚等方式,力爭在2016年內使轉換效率達到20%。還將與民營企業(yè)合作,積極推進實用化研究,使發(fā)電成本達到與傳統(tǒng)火力發(fā)電相當?shù)?日元/kWh,為太陽能電池進一步普及作出貢獻。