鈣鈦礦礦物支持太陽能可持續發展

當談到太陽能電池的未來時，告別硅，而告別氧化鈦鈣(一種復合礦物質，稱為鈣鈦礦)。康奈爾大學的工程師們發現，具有全鈣鈦礦結構的太陽能電池板中的光伏晶片性能優于由最先進的晶體硅以及鈣鈦礦-硅串聯電池(堆疊的煎餅狀電池，可更好地吸收光)制成的光伏電池。

康奈爾大學7月31日在《科學進展》上發表的研究顯示，除了提供比硅基太陽能電池板更快的初始能源投資回報外，全鈣鈦礦太陽能電池還可以緩解氣候變化，因為它們在制造過程中消耗的能源更少。

“用于太陽能電池板的層疊式串聯電池可提供更高的效率，因此這是廣泛部署光伏技術的有希望的途徑，”工程學院能源系統工程教授You Fengqi，Roxanne E.和Michael J. Zak教授說。

他說：“具體而言，鈣鈦礦使人們能夠負擔得起，高效地制造太陽能電池板。” “我們的論文是對這些基于鈣鈦礦的串聯太陽能電池進行的全面的能源和環境評估，我們試圖為更可持續的光伏技術指明道路。”

論文“高性能鈣鈦礦串聯太陽能電池的生命周期能源使用和環境影響”比較了由硅和鈣鈦礦制成的現代串聯太陽能電池對能源和生命周期的環境影響。

與硅或鈣鈦礦-硅串聯太陽能電池相比，生產僅鈣鈦礦的串聯太陽能電池具有更小的碳足跡。您描述了將太陽能電池板用純硅電池制造為能源密集型過程，需要極高的壓力和熱量，并留下大量的碳足跡。

您說，鈣鈦礦在太陽能電池板的制造過程中需要較少的處理，所需的熱量或壓力也少得多。

硅光伏發電需要昂貴的初始能源支出，而最好的光伏發電大約需要18個月才能獲得該投資的回報。研究人員稱，具有全鈣鈦礦串聯結構的太陽能電池晶片可在短短四個月內收回投資的能源。您說：“這減少了4.5倍，這是非常可觀的。”

但是太陽能電池板不會永遠持續下去。經過數十年的服務，硅太陽能電池板的效率下降，必須退休。并且在制造階段，分解用于回收的硅板是高能耗的。鈣鈦礦電池可以更容易地回收。

您說：“當硅基太陽能電池板達到其使用壽命時，必須更換電池板。” “對于硅，這就像在使用壽命結束時更換整個汽車一樣。”而更換鈣鈦礦太陽能電池板類似于安裝新電池。

尤特說，采用材料和加工步驟使鈣鈦礦太陽能電池的生產規模可擴展對于開發可持續的串聯太陽能電池也至關重要。

您說：“鈣鈦礦電池是有希望的，它有很大的潛力變得更便宜，更節能，可擴展且使用壽命更長。” “太陽能的未來需要可持續。”