開(kāi)發(fā)新型太陽(yáng)能技術(shù)進(jìn)展緩慢。以硅太陽(yáng)能電池為例，這是目前最普遍的光伏發(fā)電形式。當(dāng)硅片首次在20世紀(jì)50年代初建成時(shí)，它們只能將約6％的光線轉(zhuǎn)化為電能。30多年后，這個(gè)數(shù)字只達(dá)到20％，

當(dāng)這種新材料在2010年被發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)不到8年的發(fā)展，光轉(zhuǎn)化的效率從3.8％躍升至22.7％后，引起了人們的關(guān)注。

“我們對(duì)這種材料真的不太了解，但我們?nèi)匀荒軌蛑圃斐稣嬲咝У奶?yáng)能電池，”在科羅拉多州戈?duì)柕鞘袊?guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室研究太陽(yáng)能電池的喬·貝瑞說(shuō)道。隨著科學(xué)家們對(duì)新材料的了解越來(lái)越多，效率只會(huì)繼續(xù)提高。

這種新材料被稱為鈣鈦礦，是在地殼中大量存在的天然礦物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的。鈣鈦礦光伏電池由具有相似晶體結(jié)構(gòu)的不同材料制成，這賦予它們半導(dǎo)體特性，亦被稱為“混合鈣鈦礦電池”。

與典型的太陽(yáng)能電池板不同，硅必須在高溫爐中熔煉，然后雕刻成完美的晶圓并焊接在一起，而鈣鈦礦可以像墨水一樣印刷，這意味著它們制造的成本要少得多。

鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的剛性也低于硅，因此它們可以制成柔性的薄膜面板，并安裝在辦公樓窗戶，車輛，電子設(shè)備甚至衣服上。

其他類型的薄膜太陽(yáng)能電池已經(jīng)存在了一段時(shí)間，但它們沒(méi)有顯示鈣鈦礦薄膜實(shí)現(xiàn)的性能和改進(jìn)速度。鈣鈦礦的理論最大效率為33％，按目前的研究進(jìn)度，可能在十年內(nèi)達(dá)成。

對(duì)于鈣鈦礦來(lái)說(shuō)，最大的障礙是它們的波動(dòng)性。鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)易于降解，特別是在氧氣或水分的存在下。幾年前，鈣鈦礦晶體只持續(xù)了幾個(gè)小時(shí)就失去效力;如今，實(shí)驗(yàn)室的材料每次測(cè)試大約六周。解決方案是鈣鈦礦用透明薄膜包裹以防暴露在空氣中。

由于太陽(yáng)光由許多不同的波長(zhǎng)組成，市面上的太陽(yáng)能電池多使用光伏餅的組合方式，用不同材料吸收不同波長(zhǎng)的光。而鈣鈦礦吸收的波長(zhǎng)和現(xiàn)有材料覆蓋的范圍大不相同。如果組合得當(dāng)，可以將市面上傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池40%的轉(zhuǎn)化效率提升至60%以上。