石墨塗層使鈣鈦礦太陽能電池防水 為氫燃料生產鋪平道路

據外媒報導，英國巴斯大學（University of Bath）的研究人員，將一種新型石墨塗層應用於鈣鈦礦太陽能電池，使其具有防水功能，希望未來能夠用這種電池生產清潔的氫燃料。

目前，市場上常見的大多是矽製太陽能電池，價格貴且非常厚重，限制了使用範圍。鈣鈦礦太陽能電池使用與氧化鈦鈣相同的3D結構材料，更薄，更便宜，很容易列印到表面。同時能在低光照條件下工作，產生比矽電池更高的電壓。它的缺點是在水中工作時不穩定，這是巨大的發展障礙，對於直接用它們生產清潔的氫燃料會有所影響。

巴斯大學可持續化學技術中心的科學家和化學工程師，通過使用石墨防水塗層，解決這一問題。他們採用商用的導熱石墨片和介孔碳支架，封裝金屬鹵化物鈣鈦礦(CsPbBr3)，作為高效廉價的太陽能電池防水方法。然後把塗層鈣鈦礦電池浸入水中，測試防水效果；並利用所收集的太陽能，將水分解成氫和氧。結果，在恆定的模擬太陽光照下，電流高於2 mA cm−2，電勢為1.23 VRHE的情況下，塗層電池在水下工作了30個小時，比之前的紀錄多出10小時。此後，塗層與電池之間的膠合物失效。科學家們打算使用效果更強的膠合物，讓電池在更長時間內保持穩定。

在此之前，曾有人用含銦合金，幫助太陽能電池防水，但銦是一種稀有金屬，價格昂貴，開採過程不可持續。巴斯團隊使用的是市售石墨，成本低廉，比銦更具有可持續性。鈣鈦礦太陽能電池技術，讓人們在經濟上更容易負擔得起。研究人員試圖將鈣鈦礦電池產生的電壓，提高到電解水時所需達到的水準，並且無需額外的電源。為了解決這一挑戰，研究小組正在嘗試添加催化劑，減少驅動反應所需能量。