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2020-03-23
来源:香港商報

  【香港商報網訊】由香港城市大學科學家領導的一項開創性研究,研發出迄今效能最高的全無機倒置鈣鈦礦太陽能電池。這項新發明有助以具成本效益的方法,應對全球能源問題。鈣鈦礦太陽能電池以金屬鹵化物鈣鈦礦材料製成,具有高效能、低生產成本的優點,在再生能源科技領域方面極具發展潛力。

  城大研究團隊部分成員,右起:任廣禹教授、王晶和朱宗龍博士,一同研發出迄今效能最高的太陽能電池。

  效能穩定性大幅提升

  城大的研究團隊花了1年時間研發的全無機倒置鈣鈦礦太陽能電池,最高效率紀錄為16.1%,認證效率則為15.6%。該電池的高效能水平,大有潛力增加其穩定性及實用價值。這項研究成果已於國際著名科學期刊《自然通訊》發表,題為「路易斯鹼抑制非輻射複合高效率全無機鈣鈦礦太陽能電池」。

  鈣鈦礦太陽能電池自10年前推出以來一直大有改進,其中混合有機與無機材料製成的太陽能電池,效能從2009年的3.8%提升至2019年的25.2%。不過,上述混合材料製成的電池有本質上的缺陷:在高溫下表現不穩定,且容易受濕度影響。

  城大研究團隊選擇開發全無機鈣鈦礦太陽能電池,因其對熱和光的穩定性較高;而為應對其效能稍低的情況,團隊成功研發提升其效能的新技術。這項新技術包含一種名為「鈍化」的程序,是在製作薄膜時加入一種有機功能材料,以消除無機鈣鈦礦薄膜上的表面缺陷,從而提升效能及穩定性。

  未來可像印刷般大量生產

  城大學務副校長兼化學及材料科學講座教授任廣禹說:「我們的研究顯示全無機倒置鈣鈦礦太陽能電池的效能可達到16.1%,但我們認為仍可以進一步提升。未來如採用高效能的卷對卷製作技術,可製備半透明的柔性光伏器件。未來的鈣鈦礦太陽能電池板就有可能代替現有玻璃用於智能窗戶;更可以像印刷報紙般大量生產。」

  此外,全無機倒置鈣鈦礦太陽能電池也適合製成疊層式電池,可對太陽的不同光譜作出反應,有可能大幅提升能源轉換的效能。任教授解釋說:「如果只用一種材料製作太陽能系統,就只能吸收有限的太陽光譜作能源轉換。通過改進太陽能電池的材料和界面以吸收更多光譜,鈣鈦礦太陽能電池未來的能源轉換效能預計可提升至高於30%。」

[责任编辑:朱剑明]
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