氯化镉是一种有害的化学物质。如果它沾到皮肤上,会释放出镉,镉与癌症、肺病和心血管疾病有关。然而,这种昂贵且危险的化合物长期以来一直被用作薄膜太阳能电池的涂层,因为它提高了将阳光转化为能量的效率。在制造过程中,化学家必须穿戴防护装备,并使用通风橱和其他预防措施来涂覆涂层,然后小心处理溶解的镉废物。
英国利物浦大学的物理学家乔恩·梅杰和他的团队着手寻找替代品。他们测试了许多替代盐,包括氯化钠(食盐)和氯化钾,发现氯化镁产生了相当的效率。“我们得到的电池与我们使用氯化镉得到的任何电池一样好,甚至更好,”梅杰说。
氯化镁也无毒、储量丰富,成本比氯化镉低约 300 倍。甚至可以使用在网上购买的廉价喷涂机进行喷涂。该团队于 6 月在《自然》杂志上在线发表了他们的研究成果。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)
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这种新材料适用于那些由碲化镉制成的太阳能电池,碲化镉是全球市场上第二大最丰富的太阳能电池类型。一些专家怀疑这种替换是否会带来巨大的成本节省,因为最大的支出因制造商而异。意大利帕尔马大学的物理学家阿莱西奥·博西奥估计,节省的成本将“微乎其微”,约为 15%。不过,瑞士材料科学研究所 Empa 的物理学家朱利安·佩雷努德对持乐观态度,他没有参与这项研究。他说,使用氯化镁“不仅会降低健康风险,还会降低生产成本,因为原材料更便宜,而且更容易处理。”