香港太陽能板新突破!鈣鈦礦太陽能電池崛起

國際推動2050年淨零排放,太陽能與風力發電為兩大再生能源主力。不過傳統的太陽能電池多半使用「矽材料」,市面上使用矽的太陽能板的能源轉換效率達到22%已是極限,且矽屬於不透光材料,應用上相對有限。而鈣鈦礦太陽能電池,被認為是最有潛力替代矽太陽能電池技術。

鈣鈦礦太陽能電池具有低成本、低溫生產、重量較輕及靈活的特性,但鈣鈦礦材料含有化學反應成分,在高溫及潮濕的環境下容易變得不穩定及品質下降,以致影響其使用壽命。

由香港城市大學(城大)聯合領導的國際團隊研發出新技術,可將反式鈣鈦礦太陽能電池的效率大幅提升至25%,這是一個新紀錄,有助促進鈣鈦礦太陽能電池商業化。

團隊發明的新技術,是應用二茂鐵有機金屬化合物(FcTc2)作為介面材料,以提升反式鈣鈦礦太陽能電池的效率及穩定程度。

城大團隊在實驗中發現,新式太陽能電池在連續受到光照逾1,500小時仍能運作,並保持98%以上的原有效率。此外,電池在高溫及潮濕環境下(攝氏85度及濕度85%)仍表現非常穩定,達到光伏器件商業化標準。

鈣鈦礦太陽能電池有什麼優勢?

鈣鈦礦具有眾多優異的光電特性,如可調節的帶隙、高吸光系數、低激子束縛能、高載流子遷移率、高缺陷容忍度等﹔其次,鈣鈦礦制備工藝簡單,可實現半透明、超輕、超薄、柔性等。最后,鈣鈦礦原材料來源廣泛且含量豐富。

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