10月20日，知名科學期刊《科學》雜志報告，中國研究的一種新型太陽能電池取得重大突破，在轉換效率更高，壽命更長的情況下，成本卻隻有目前矽基太陽能電池的四分之一，這意味着這種新型太陽能電池将可能一枝獨秀，所向披靡，重塑可再生能源的格局，被譽為是一項裡程碑式的成就。
這項研究來自香港城市大學和華中科技大學合作的團隊。鈣钛礦是一種低成本、容易獲得的無機材料，和傳統矽基太陽能電池闆一樣，可以将太陽能轉換為電能，但效率更高，被認為是超越矽基太陽能最有希望的材料。
然而鈣钛礦太陽能電池（PSC）很不穩定，氧氣、濕氣和高溫都有可能導緻它們迅速降解。在此前的研究中，科學家們使用了一種新型的孔選擇性接觸層，叫做自組裝單分子層（SAM），來提高鈣钛礦太陽能電池的效率和穩定性。
SAM是一種由特殊分子自發形成的薄膜，可以有效地提取 PSCs 中産生的正電荷載流子，并防止分子在不規則表面聚集。然而SAM為單分子結構，厚度僅為1-2nm，在高溫下很容易分解。
中國科學家團隊使用獨特的三維結構重新設計SAM，并将它固定在穩定的氧化鎳薄膜上，進而增強了它的熱穩定性和化學穩定性，顯著提高了電池壽命和能量轉換能力。測試結果表明，他們設計的鈣钛礦電池轉換效率達到了25.6%，幾乎追平了南韓蔚山國家科學技術學院2021年10月創造的25.7%的紀錄。
但令人驚訝的是，這種電池在65℃下運作1200個小時後，仍然保持了90%以上的初始效率，遠遠超過此前450小時的紀錄。
而最令人驚訝的是，研究人員稱這項技術将把太陽能電池的平準化電力成本降低到目前矽基太陽能電池每兆瓦時24美元的四分之一，即5.45美元！
這是不是會構成對目前主流太陽能電池的全面碾壓和踩踏呢？目前的答案可能是否定的，因為這種太陽能電池的穩定性和壽命仍然面臨着挑戰，目前的矽基太陽能電池闆的壽命已達20到25年，鈣钛礦太陽能電池的壽命仍在測試之中，尚不明确。
不過，全球對鈣钛礦太陽能電池闆的研究已經白熱化，相信使用壽命的突破可能就在不遠的将來。目前我看到的多項研究進展都很快，比如瑞士洛桑聯邦理工學院和美國西北大學的團隊10月24日在《自然資源》上發表論文稱，其鈣钛礦電池達到了25.3%的轉換效率，以及65℃和50%相對濕度下運作1000個小時，仍然保持了95%的峰值性能。
而賓夕法尼亞大學10月28日發表在《自然資源》上的研究表明，他們的鈣钛礦太陽能電池闆，達到了21.59%的轉換效率和200小時90%以上的初始效率。
不過中國的研究團隊可能更具優勢，因為中國是光伏行業的絕對領先者，從原材料到生産裝置，全球市場佔有率都超過了80%，這意味着一旦研究成果可行，将可能很快轉化為生産力，并獲得巨大的成本優勢。
根據中國光伏行業協會的統計，過去10年太陽能成本已下降90%以上，并成為全球最便宜的能源。如果再降低到隻有四分之一，這意味着鈣钛礦太陽能不僅可碾壓目前的矽基太陽能，也将對其他能源，不管是化石能源還是其他清潔能源都形成全面碾壓，有可能重塑全球清潔能源甚至整個能源格局，推動全球更快實作碳達标、碳達峰，拯救我們隻有一個的地球。
鈣钛礦太陽能因其更高的效率和更低的成本而更具競争力，目前已有多家中國公司開始擴大鈣钛礦太陽能電池的産能，可能會讓中國在光伏産品上展現更強的競争力，進一步擴大市場佔有率。
論文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade9637