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美國和尼日利亞的科學(xué)家研究了壓力對于鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)生的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)施加恰當(dāng)?shù)膲毫δ軌蛱嵘?0%的電池效率(相對)。如果壓力過大，也可能導(dǎo)致開裂。

科學(xué)家們正在尋找鈣鈦礦太陽能電池的最佳制造方法，現(xiàn)在已有多個備選方案。

來自尼日利亞非洲科技大學(xué)(AUST)的研究人員與美國伍斯特理工學(xué)院的工作人員合作提出了一個全新的方法。受到此前對有機薄膜太陽能電池材料研究的啟發(fā)，該團隊通過使用計算分析和實踐實驗研究壓力對鈣鈦礦電池產(chǎn)生的影響。之前在羅德島布朗大學(xué)的一項研究顯示壓力的正確應(yīng)用如何密合鈣鈦礦太陽能電池的裂縫，但關(guān)于如何在生產(chǎn)過程中施加壓力的信息仍然非常少。

該團隊使用旋涂法制造了85個甲基銨基碘化鉛鈣鈦礦太陽能電池，而后向其施加1-10兆帕(MPa)壓力。結(jié)果發(fā)布在論文《鈣鈦礦太陽能電池的壓力輔助制造》中，結(jié)論顯示施加0-7MPa的壓力能夠增加電池轉(zhuǎn)換效率。壓力如超過7MPa，則效率因為裝置受損而再次下降。

結(jié)果

在0-7MPa的壓力下，9.84%的初始電池效率提升到13.67%，并在壓力增加到10MPa的時候降低到10.89%。這個初始提升主要是由于改善了電池層之間的表面接觸和增加了材料的密度。壓力如果超過7MPa，鈣鈦礦損壞，電池層開始互相融合。

“這些啟示……對于壓力輔助工藝的設(shè)計非常重要，能夠用于鈣鈦礦太陽能電池的制造，”AUST科學(xué)家說道。“壓力的這個顯著效果說明層壓、冷焊和軋制/卷對卷加工等壓力輔助工藝能夠用于制造性能更優(yōu)越的鈣鈦礦太陽能電池。”

該團隊得出的結(jié)論是不考慮超過7MPa的壓力，并建議在壓力輔助制造工藝的開發(fā)過程中將層間接觸、分層壓實、滲透和潛在層面損壞的綜合效應(yīng)考慮在內(nèi)。

原標(biāo)題：鈣鈦礦太陽能電池在適當(dāng)壓力下獲得性能提升