在過去十年左右的時間里，由於效率的提高，鈣鈦礦太陽能電池已經成為可再生能源領域一項非常有前景的技術，其性能很快就能與目前廣泛使用的單晶硅太陽能電池相媲美，甚至超過後者。然而，阻礙它們發展的是內在的不穩定性問題和對要素的脆弱性，這阻礙了它們的主流應用。澳大利亞的科學家們相信，他們可能已經找到了解決這些問題的方案，這隱藏在當地理發店地板上掃起的頭發中。
這一太陽能電池研究的突破實際上源於昆士蘭科技大學早期開展的工作，科學家們能夠利用理發店的人類頭發來幫助製造柔性OLED顯示屏。這項技術的關鍵在於，頭發中含有豐富的碳和氮，在工程發光粒子時，這些都是有價值的特性。科學家們在240 °C（464 °F）的溫度下燃燒頭發，將其分解並還原成分子結構中同時嵌入碳和氮的材料。
這些由此產生的碳納米點引起了同為昆士蘭科技大學從事鈣鈦礦研究的科學家的興趣，他們出於好奇，決定將其整合到太陽能電池中。在這樣做的過程中，該團隊發現，納米點在鈣鈦礦表面形成了一個波浪狀的層，它起到了保護緩沖的作用，以保持其功能。
“它形成了一種保護層，一種盔甲，”領導這項研究的王紅霞教授說。”它保護了鈣鈦礦材料免受水分或其他環境因素的影響，這些因素會對材料造成損害。”
除了提高穩定性方面，科學家們報告說，將碳納米點融入到鈣鈦礦太陽能電池中，還提高了功率轉換效率。除了提升穩定性和性能外，由理發店廢料製成的碳納米點還有望為可能成為下一代太陽能電池的關鍵組件的低成本和可持續製造工藝。
“在鈣鈦礦太陽能電池領域，最大的挑戰是解決器件的穩定性，使其能夠工作20年或更長時間，以及開發一種適合大規模生產的製造方法。”王紅霞教授說。”目前，所有報道的高性能鈣鈦礦太陽能電池都是在濕度和氧氣含量極低的可控環境下製造的，電池面積非常小，實際上無法實現商業化。為了使該技術具有商業可行性，需要克服製造高效大面積、穩定、柔性、低成本的鈣鈦礦太陽能電池板的挑戰。”
該研究發表在《材料化學雜誌A》上。
來源：cnBeta
