近日，華中科技大學印刷介觀太陽能電池材料與器件團隊自主研發出的新型太陽能電池正在積極準備量產，這種電池不僅可以印刷，每峰瓦成本還僅為傳統太陽能電池的1/5。一旦這種新型太陽能電池實現量產，將為大規模低成本太陽能發電探出新路。

    接下來，就跟著記者一起，走進鄂州市東湖高新科技創意城，聽聽這位新朋友的自我介紹吧！

    鈣鈦礦，其實不含鈣也不含鈦

    我的名字叫印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池，可是我不含鈣，也不含鈦。

    鈣鈦礦的名字其實是以一位俄羅斯科學家命名的。1839年，俄羅斯礦物學家列夫·波洛夫斯基在俄羅斯烏拉爾山脈發現了鈣鈦礦。人們就以他的名字命名了鈣鈦礦，最初單指鈦酸鈣（CaTiO3）這種礦物，后來把結構與之類似的晶體統稱為鈣鈦礦物質。

    這種物質可以產生許多神奇的小魔法。比如說，將其用到太陽能電池中，就可以變成光電轉換效率更高的我。

    想要了解我如何施展魔法，就要先了解太陽能電池如何工作。

    太陽光入射到電池活性層后隨即被吸收，產生電子空穴對。電子空穴對分離后，輸運到電極形成回路。因此，只要有光，就能源源不斷地產生電能了。

    晶硅、薄膜等傳統太陽能電池，光子捕獲和電荷輸運的過程是在同一個半導體材料中完成的；而在我的內部，華科大團隊把鈣鈦礦放在三層介孔膜（具有納米結構的多孔膜）里面，負責光子的捕獲；而另外一種半導體材料“專職”傳輸電子，它們各司其職，工作起來心無旁騖，我的效率自然就高啦！目前，我這種新型太陽能電池在華科大團隊已經獲得超過16%的光電轉換效率。

    2008年開始，華科大團隊一直對我進行細致深入地研究。直到2013年獲得突破，2014年《科學》（Science）第345期刊發了研究論文《一種具有高穩定性的無空穴傳輸材料可全印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池》。這也是中國首次在《科學》雜志上發表的光伏類論文，至今引用次數已超過1000次。

    可印刷，成本僅為傳統電池的1/5

    在我之前，世界上主要有3種類型的太陽能電池，它們的轉化效率都比較高，但造價也較高。

    最“高貴”的是多結太陽能電池。這種電池用于衛星、無人機等，光電轉換效率高達46%，造價昂貴。

    最常見的是晶硅太陽能電池。用它做成的光伏發電面板隨處可見，光電轉換效率約在18%，每平方米造價為500元至700元。

    第三種是薄膜太陽能電池。摩拜單車車簍底部采用的，就是這種電池。它的特點是薄，厚度為晶硅電池的1/10，轉換效率約為10%—12%。

    太陽能電池造價居高不下，是光伏發電推廣難的一個主要原因。現在市面上推出的一種分布式薄膜太陽能產品“漢瓦”，可直接鋪在屋頂上，其定價為1390元/平方米。

    如果是用上我，成本比上述3種低得多，每平米預計成本將低至100元。

    成本為啥能降下來？這與制作工藝有關。

    首先，工程師用溶液把鈣鈦礦身上的有機物和無機物溶化，調配成一種特殊的“墨水”，然后，將“墨水”均勻地刷到導電玻璃上，印刷三到四次后進行沉積，最后封裝。我就新鮮出爐啦！

    由于材料便宜，工藝簡單，成品價格就降下來了。

    已經過1萬小時持續光照實驗，結果極其鼓舞人心

    價格低，穩定性好不好呢？這點可以放心，我已經過了1萬小時的持續光照實驗，意味著至少工作10年后我還是“新”的。至于我能否工作25年甚至更長時間，則還需要科學家對我進一步評估。

    我的出色表現，在國際上還引起了非常大的關注。2015年，英國皇家化學會會士、《自然》2013年度十大科學人物之一H.J.Snaith教授評價說：“結果是‘極其鼓舞人心的’，改變了人們對鈣鈦礦太陽能電池‘本質上不穩定’的看法。”

    因為我出生在武漢，國際專家又把我稱為“武漢電池”或“漢電池”。“主人”已為我申請了15項國家發明專利，7項國際專利，目前11項國家發明專利、1項美國、1項日本專利已獲得授權。

    看好我的應用前景，鄂州市昌達資產經營公司已經給我投資，并成立了湖北萬度光能有限責任公司，支持華科大團隊把我做得更好。

    不過，我暫時還有一些難關需要攻克。現在，我的尺寸可以達到60厘米×60厘米，但這個尺寸還需要更大。今年年底，“主人”將建設一個萬瓦級的示范性系統，讓我經受更多更大的考驗。不久的將來，或許我可以印刷在摩天大樓的外墻和玻璃上，給大家提供電能呢！

    能否成功量產，請大家拭目以待吧！