物理學家組織網19日報道稱，英美跨國團隊已經用理論和實驗方法，成功將周期表中的“綠色元素”鉍應用在低成本太陽能電池上，光轉化效率達目前市場最高水平，且避免了鉛基電池的毒性。這一重大進展發表在最新一期的《先進材料》雜志上。

鉍晶體

目前覆蓋在屋頂上的大多數太陽能電池的主材料是硅，雖然其在光與能量的轉化方面效率較高，但必須確保非常高的純度，才能進行密集的能量轉化，但這一特性使其生產成本居高不下。

過去幾年中，研究人員一直在尋找相似或更好的替代材料，其中最有希望的組合是“混合鹵化鉛鈣鈦礦”，它具有便宜、易于生產、像硅一樣高效等優勢，似乎能夠引領太陽能電池領域的革命。然而，鈣鈦礦太陽能電池在科學界一直有爭議，原因在于這類電池中的鉛物質可能對人類、動物和環境構成切實的危害。為此，全球從事太陽能電池材料研究的科學家，始終沒有停止尋找新的無毒材料，希望可以替代鈣鈦礦太陽能電池中的鉛。

鈣鈦礦太陽能電池原理

鈣鈦礦太陽能電池

此次，英國劍橋大學卡文迪許實驗室、美國麻省理工學院、美國國家可再生能源實驗室和科羅拉多礦業學院的研究人員組成的團隊發現，在周期表中與鉛毗鄰的鉍，或許可以取而代之。它雖為重金屬，但屬性無毒，是一種“綠色元素”，被廣泛應用于化妝品、個人護理用品和藥品。

研究團隊的成果顯示，碘氧化鉍在空氣中可以保持穩定長達197天，較鉛鹵化鈣鈦礦有明顯改善。科研人員認為，基于鉍的太陽能電池元件，可以使用常規的工業技術進行低成本和規模化制造。（科技日報）