一類稱為鈣鈦礦的材料已經(jīng)出現(xiàn)，成為制造廉價且高效太陽能電池的有希望的替代硅的材料。但是就他們的全部諾言而言，鈣鈦礦并非沒有缺點。大多數(shù)都含有劇毒的鉛，并且包括有機(jī)材料，這些材料在暴露于環(huán)境時不穩(wěn)定。

現(xiàn)在，布朗大學(xué)和內(nèi)布拉斯加州大學(xué)林肯分校(UNL)的一組研究人員提出了一種新的鈦基材料，用于制造無鉛無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池。在發(fā)表在《焦耳》雜志(Cell的新的以能量為中心的姊妹雜志)上的一篇論文中，研究人員表明，這種材料可以成為一種很好的候選材料，特別是對于制造串聯(lián)太陽能電池而言-將鈣鈦礦電池放置在硅藻土的頂部。硅或另一種成熟的材料來提高整體效率。

新論文的資深作者尼丁·帕迪特(Nitin Padture)說，“鈦是一種豐富，堅固且具有生物相容性的元素，直到現(xiàn)在，鈣鈦礦研究一直被人們忽略。”分子和納米級創(chuàng)新研究所。“我們證明了可以使用鈦基材料制造鈣鈦礦薄膜，并且該材料具有可調(diào)諧的太陽能應(yīng)用良好的性能。”

2009年，人們對鈣鈦礦產(chǎn)生了興趣，該鈣鈦礦是一類具有特定晶體結(jié)構(gòu)的材料，可用于清潔能源，當(dāng)時人們發(fā)現(xiàn)它們能夠?qū)㈥柟廪D(zhuǎn)化為電能。首批鈣鈦礦太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率僅為約4%，但迅速飆升至近23%，可與傳統(tǒng)硅電池媲美。鈣鈦礦具有一些吸引人的優(yōu)勢。與硅電池相比，它們的制造成本可能更低，并且它們可以部分透明，從而啟用諸如發(fā)電的窗戶之類的新技術(shù)。

Padture說：“鈣鈦礦研究的主要方向之一是擺脫鉛基材料，找到無毒且更穩(wěn)定的新材料。” “通過計算機(jī)模擬，我們在UNL的理論家合作者預(yù)測，一類具有銫，鈦和鹵素成分(溴或/和碘)的鈣鈦礦是不錯的選擇。下一步是使用這種材料實際制造太陽能電池，并測試其屬性，這就是我們在這里所做的。”

該團(tuán)隊制作的半透明鈣鈦礦薄膜的帶隙為1.8電子伏特，能隙是材料能吸收的光子能級的量度，被認(rèn)為是串聯(lián)太陽能應(yīng)用的理想選擇。研究人員說，這種材料的轉(zhuǎn)換效率為3.3%，遠(yuǎn)低于鉛基電池的轉(zhuǎn)換效率，但這是全新材料的良好開端。