科技日報記者 張夢然
英國倫敦大學學院領導的國際團隊開發出一種新型耐用的太陽能電池，在室內光照條件下，創出光電轉換效率新紀錄。該電池有望為鍵盤、遙控器、警報器和各類傳感器等小型電子設備供電，從而使其擺脫對傳統電池的依賴。研究成果發表在最新一期《先進功能材料》雜志上。
該電池采用了在室外太陽能電池領域展現出巨大潛力的鈣鈦礦材料。與傳統的硅基太陽能電池不同，鈣鈦礦材料的成分可被調控，從而可優化其對室內光源特定波長的吸收能力，并使其在低光照條件下依然具備良好的能量轉換效率。然而，鈣鈦礦材料長期面臨一個關鍵挑戰是，其晶體結構中存在被稱為“陷阱”的微觀缺陷，這些缺陷會捕獲電子，阻礙電流流動，不僅降低能量轉換效率，還會加速材料老化，導致器件性能迅速衰退。
此次設計的新型鈣鈦礦光伏器件，在室內光照條件下，能量轉換效率達到商用同類產品6倍左右，同時展現出優異的耐久性，預計使用壽命可超過5年，遠超此前多數實驗室原型僅能維持數周或數月的表現。
團隊表示，全球有數十億臺低功耗設備需定期更換電池，這種模式在可持續發展方面難以為繼。隨著物聯網設備數量持續增長，這一問題將愈發嚴峻。目前可用于室內光能采集的太陽能技術往往成本高、效率低。新開發的鈣鈦礦太陽能電池不僅能量采集能力更強，而且更加穩定耐用，為利用室內光線給電子設備供電提供了切實可行的路徑。
實驗結果顯示，該電池在1000勒克斯照度（相當于典型辦公室光照水平）的室內光下，實現了37.6%的光電轉換效率，創下帶隙為1.75eV的鈣鈦礦太陽能電池在室內光照條件下的世界紀錄。
在長期穩定性測試中，該電池在持續運行100多天后仍保持其初始性能的92%；在更為嚴苛的條件下——55℃高溫及連續強光照射300小時后，新型電池仍維持76%的初始性能，而對照組性能則下降至初始值的47%。這些結果充分證明了該技術在實際應用環境中的可靠性和耐久性。
