在過(guò)去10年左右的時(shí)間里，由于效率的提高，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池已經(jīng)成為可再生能源領(lǐng)域一項(xiàng)非常有前景的技術(shù)，其性能很快就能與目前廣泛使用的單晶硅太陽(yáng)能電池相媲美，甚至超過(guò)后者。然而，阻礙它們發(fā)展的是內(nèi)在的不穩(wěn)定性問(wèn)題和對(duì)要素的脆弱性，這阻礙了它們的主流應(yīng)用。澳大利亞的科學(xué)家們相信，他們可能已經(jīng)找到了解決這些問(wèn)題的方案，這隱藏在當(dāng)?shù)乩戆l(fā)店地板上掃起的頭發(fā)中。

這一太陽(yáng)能電池研究的突破實(shí)際上源于昆士蘭科技大學(xué)早期開(kāi)展的工作，科學(xué)家們能夠利用理發(fā)店的人類(lèi)頭發(fā)來(lái)幫助制造柔性O(shè)LED顯示屏。這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于，頭發(fā)中含有豐富的碳和氮，在工程發(fā)光粒子時(shí)，這些都是有價(jià)值的特性�？茖W(xué)家們?cè)?40 °C（464 °F）的溫度下燃燒頭發(fā)，將其分解并還原成分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)嵌入碳和氮的材料。

這些由此產(chǎn)生的碳納米點(diǎn)引起了同為昆士蘭科技大學(xué)從事鈣鈦礦研究的科學(xué)家的興趣，他們出于好奇，決定將其整合到太陽(yáng)能電池中。在這樣做的過(guò)程中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，納米點(diǎn)在鈣鈦礦表面形成了一個(gè)波浪狀的層，它起到了保護(hù)緩沖的作用，以保持其功能。

"它形成了一種保護(hù)層，一種盔甲，"領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的王紅霞教授說(shuō)。"它保護(hù)了鈣鈦礦材料免受水分或其他環(huán)境因素的影響，這些因素會(huì)對(duì)材料造成損害。"

除了提高穩(wěn)定性方面，科學(xué)家們報(bào)告說(shuō)，將碳納米點(diǎn)融入到鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中，還提高了功率轉(zhuǎn)換效率。除了提升穩(wěn)定性和性能外，由理發(fā)店廢料制成的碳納米點(diǎn)還有望為可能成為下一代太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵組件的低成本和可持續(xù)制造工藝。

"在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，最大的挑戰(zhàn)是解決器件的穩(wěn)定性，使其能夠工作20年或更長(zhǎng)時(shí)間，以及開(kāi)發(fā)一種適合大規(guī)模生產(chǎn)的制造方法。"王紅霞教授說(shuō)。"目前，所有報(bào)道的高性能鈣鈦礦太陽(yáng)能電池都是在濕度和氧氣含量極低的可控環(huán)境下制造的，電池面積非常小，實(shí)際上無(wú)法實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。為了使該技術(shù)具有商業(yè)可行性，需要克服制造高效大面積、穩(wěn)定、柔性、低成本的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池板的挑戰(zhàn)。"

該研究發(fā)表在《材料化學(xué)雜志A》上。

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