太陽能電池板的工作環(huán)境很惡劣。在它們長達30余年的使用壽命里，要經(jīng)常暴露在長日曬、高溫和潮濕的環(huán)境中。

我們該如何判斷新的太陽能技術(shù)是否經(jīng)得起時間的考驗?zāi)?？有研究者致力于預(yù)測新材料如何在幾十年的惡劣環(huán)境中持續(xù)工作。這對于一種新興材料來說尤其棘手：鈣鈦礦。

由于它們的高效率和低成本，很多機構(gòu)對其在太陽能電池板中的應(yīng)用愈發(fā)感興趣。

但問題是，鈣鈦礦會在高溫、高濕度和強光下降解。所有這些條件都是它們在現(xiàn)實世界中需要承受的。

而且， 氣候變化是一個緊迫的問題，我們沒有足夠的時間去測試每一種潛在材料的預(yù)期壽命。讓它們在真實世界的不同場景中工作幾十年，再慢慢收集數(shù)據(jù)，這是不現(xiàn)實的。

好消息是，研究人員在延長鈣鈦礦材料的壽命和研究如何預(yù)測哪些材料將成為長期潛力股方面都取得了進展。

近來，關(guān)于鈣鈦礦太陽能材料打破紀錄的消息層出不窮。最新的破紀錄消息來自英國牛津光伏公司（Oxford Pv）。

2024年1月，該公司宣布其太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率達到了25%，這意味著四分之一的太陽能被轉(zhuǎn)化為電能。大多數(shù)高端商用太陽能板的效率約為20%，有些特殊型號的效率可達23%。

這種進步看起來很小，但意義重大， 因為它來自多個機構(gòu)之間的合作。Oxford Pv公司和其他公司正在努力將“鈣鈦礦串聯(lián)太陽能技術(shù)”推向市場。

這些電池板本質(zhì)上是由硅（當今太陽能市場的主導材料）和鈣鈦礦層疊組成的“三明治”。由于這兩種材料可以吸收不同波長的光，它們堆疊在一起就能組成更高效的太陽能面板材料。

我們看到了這種串聯(lián)技術(shù)的進步。這就是為什么我們將超高效串聯(lián)太陽能電池選為2024年十大突破性技術(shù)之一。但是，鈣鈦礦材料本身的降解性質(zhì)是一個重大障礙。

早期的鈣鈦礦太陽能電池用不了很久，以致于研究人員不得不在實驗室里爭分奪秒地測量它們的效率。它們的壽命短到什么程度呢？ 這些材料剛被制造出來， 就會馬上轉(zhuǎn)移到同一個房間里的測試區(qū)域，在這么短的時間里， 它們就基本上失去了吸收陽光的能力。

如今， 鈣鈦礦材料的壽命要長得多， 但尚不清楚這個問題是否已被完全解決。

Oxford Pv公司在真實環(huán)境中對新型鈣鈦礦太陽能材料進行了一些測試，結(jié)果喜憂參半。它尚未公布詳細數(shù)據(jù)。

但該公司的首席技術(shù)官（CTO）克里斯·凱斯在2023年表示，其室外測試結(jié)果顯示，最好的電池板在運行的第一年只損失了約1%的效率。

在更嚴苛條件下進行的其他測試則發(fā)現(xiàn)了不太理想的結(jié)果，一項學術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，在沙特阿拉伯濕熱地區(qū)運行的鈣鈦礦電池， 一年后下降了20%的效率。

這些結(jié)果都只限于一年期的測試。我們?nèi)绾闻袛?0年后會發(fā)生什么？

由于我們沒有足夠的時間來測試科學家們設(shè)想中的每一種新材料，研究人員經(jīng)常要在實驗室里讓它們經(jīng)歷特別惡劣的條件， 包括提高溫度，并在面板上照射明亮的光線，看看它們降解的速度有多快。

這種測試是硅太陽能電池板的標準測試，目前硅太陽能電池板占商業(yè)太陽能市場的90%以上。但研究人員仍在研究這些測試在多大程度上可以應(yīng)用在鈣鈦礦等新材料上。

其中一個問題是光、濕度和熱量都會導致鈣鈦礦的快速降解。但目前尚不清楚哪一個因素或哪幾個因素最適合在實驗室中應(yīng)用，才能更好地測量太陽能電池板在現(xiàn)實世界中的表現(xiàn)。

高溫和光照的結(jié)合是一種可靠的模擬真實世界的方法，可以加速性能測試。研究人員發(fā)現(xiàn)，僅需幾百小時（幾周）的高溫測試，就相當于在戶外進行了近6個月的測試。

一些相關(guān)公司表示， 他們最快將于2024年將新型太陽能材料推向市場。很快，我們將開始真正了解這些測試對新技術(shù)的預(yù)測是否準確，以及它們是否能在商業(yè)太陽能電池板所面對的艱苦工作環(huán)境中完成任務(wù)。 （綜合整理報道）（策劃/克珂）