美國西北大學(xué)研究人員率先開發(fā)了一種效率令人滿意的新型太陽能電池，它利用了含錫的鈣鈦礦替代原先含鉛的鈣鈦礦作為光吸收劑。這種低成本、對環(huán)境友好的太陽能電池可以采用簡單的化學(xué)方法——即無需使用昂貴的設(shè)備或有害的材料——很方便地加以制造。
據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站報道，專門從事錫研究的無機(jī)化學(xué)家邁爾庫里·卡納齊季斯說：“這對于把鉛從一種非常有前途的太陽能電池類型（即所謂的鈣鈦礦電池）中去除掉是一個重大突破。錫是一種非常可行的材料，我們已證明這種材料確實可以像高效的太陽能電池那樣工作。”領(lǐng)導(dǎo)這項研究的卡納齊季斯是西北大學(xué)化學(xué)教授。
報道稱，這種新型太陽能電池采用一種名為鈣鈦礦的材料，但以錫替代鉛作為其中的吸光劑。鉛鈣鈦礦可以實現(xiàn)15%的轉(zhuǎn)換效率，而錫鈣鈦礦的轉(zhuǎn)換效率應(yīng)該能夠與之匹敵甚至超過這一水平。鈣鈦礦太陽能電池正在被稱贊為“光伏技術(shù)的下一個大事件”，并已經(jīng)為這個領(lǐng)域重新注入了活力。
卡納齊季斯開發(fā)、合成和分析了這種材料。然后他向本校合作者、納米科學(xué)家張邦衡求助，以便設(shè)計出一種能正常工作的太陽能電池。西北大學(xué)材料學(xué)和工程學(xué)教授張邦衡說：“我們的錫鈣鈦礦層起到了有效吸收太陽光的作用，它被夾在兩個電荷傳輸層之間，以便把電能輸送到外界。”
報道稱，有關(guān)這種無鉛太陽能電池的詳細(xì)說明5月4日發(fā)表在《自然-光子學(xué)》月刊上。卡納齊季斯和張邦衡兩人是這篇論文的資深作者。
卡納齊季斯說，他們的固態(tài)錫太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率接近6%，這是一個很不錯的起點。有幾點使這種材料與眾不同：它可以吸收可見光譜上的大部分光線，而且鈣鈦礦鹽可以分解，并且無需加熱就可以在溶劑被清除時重組。他說：“其他科學(xué)家將了解我們所取得的成果并對我們的方法加以改進(jìn)。”
鈣鈦礦太陽能電池是2008年后才問世的——而且還只存在于實驗室中。2012年，卡納齊季斯和張邦衡曾說，新型錫鈣鈦礦太陽能電池有望實現(xiàn)更高效率并降低制造成本，同時保持對環(huán)境的安全。
